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:
Vazão mássica de ar seco e de condensado.
Vazão mássica de ar seco e de condensado.
Passo 1
Beleza, vamos por partes! O enunciado fala sobre um ar condicionado que está resfriando o ar úmido. A gente precisa descobrir duas coisas: a vazão mássica do ar seco e a vazão mássica do condensado. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica do ar úmido, que envolve entender como a umidade e a temperatura afetam o ar. Vamos precisar das informações de temperatura, umidade relativa e da entalpia do condensado fornecida pelo exercício.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a vazão mássica do ar seco. Sabemos que a vazão volumétrica do ar úmido é de
. Para encontrar a massa de ar seco, precisamos saber a densidade do ar seco na condição inicial.
A densidade do ar seco (
) pode ser calculada usando a equação dos gases ideais:
Onde:
-
é a pressão atmosférica (vamos assumir ) -
é a constante específica do ar seco ( ) -
é a temperatura em Kelvin ( )
Substituindo os valores:
Agora, a vazão mássica do ar seco (
) é:
Passo 3
Agora, vamos calcular a vazão mássica do condensado. Sabemos que a entalpia do condensado é de
. Para isso, precisamos entender quanto de energia foi removido do ar úmido durante o resfriamento, que resultou na condensação da água.
A variação de entalpia do ar pode ser calculada pela diferença entre as entalpias nos estados inicial e final:
A entalpia total removida corresponde à entalpia do condensado:
Rearranjando para encontrar
:
Onde
é a entalpia do condensado (
).
Assumindo que a variação de entalpia
é a diferença de temperatura multiplicada pela capacidade calorífica (simplificação):
Então:
Resposta
A vazão mássica do ar seco é de aproximadamente 0,1176 kg/s e a vazão mássica do condensado é de aproximadamente 0,0225 kg/s.