QUESTÃO 1 - Em um ar condicionado, ar úmido a
é resfriado de
para
, sendo que sua umidade relativa varia de
para
. Considere que a entalpia do condensado que deixa o equipamento é de
. Pede-se:
As entalpias e umidades absolutas do ar úmido na entrada e na saída do equipamento.
As entalpias e umidades absolutas do ar úmido na entrada e na saída do equipamento.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre um ar condicionado que está resfriando o ar úmido. Precisamos encontrar duas coisas para o ar na entrada e na saída do equipamento: a entalpia e a umidade absoluta. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica do ar úmido, que envolvem entalpia (energia total do ar) e umidade absoluta (quantidade de vapor d’água no ar).
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as informações que temos:
- Vazão de ar:
- Temperatura de entrada:
- Temperatura de saída:
- Umidade relativa de entrada:
- Umidade relativa de saída:
- Entalpia do condensado:
Vamos precisar entender como a temperatura e a umidade relativa afetam a umidade absoluta e a entalpia do ar.
Passo 3
Primeiro, vamos calcular a umidade absoluta na entrada e na saída. A umidade absoluta (
) pode ser encontrada usando a fórmula:
Onde:
-
\ é a umidade relativa, -
é a pressão de vapor saturado na temperatura dada, -
é a pressão total (normalmente ao nível do mar).
Vamos precisar das tabelas de pressão de vapor saturado para
e
.
Passo 4
Consultando as tabelas de propriedades do ar úmido, temos:
- Pressão de vapor saturado a
: - Pressão de vapor saturado a
:
Assumindo que a pressão total do ar é
, podemos calcular a umidade absoluta na entrada (
) e na saída (
).
Passo 5
Calculando a umidade absoluta na entrada:
E na saída:
Passo 6
Agora, vamos calcular a entalpia do ar na entrada (
) e na saída (
). A entalpia do ar úmido pode ser calculada pela fórmula:
Onde:
-
é a capacidade térmica a pressão constante ( ), -
é a temperatura em Celsius, -
é a umidade absoluta, -
é a entalpia do vapor d’água ( ).
Passo 7
Calculando a entalpia na entrada:
E na saída:
Resposta
As entalpias do ar úmido são aproximadamente
na entrada e
na saída. As umidades absolutas do ar são
na entrada e
na saída.