146 - Em um sistema de umidificação de um forno doméstico, gotículas de água com diâmetro D são descarregadas na direção e em sentido oposto ao movimento do ar quente que emerge do aquecedor. O ar é umidificado pela evaporação nas gotículas e a água em excesso é coletada em uma placa de coleta, de onde é direcionada para um dreno.

Considere condições nas quais o ar entra no aquecedor a uma temperatura e umidade relativa de e , respectivamente, e deixa o aquecedor a uma temperatura de . O diâmetro das gotículas é de e a velocidade relativa entre as gotículas e o ar aquecido é de . Durante o tempo de voo, a variação no diâmetro das gotículas pode ser desprezada e a temperatura da gotícula pode ser considerada constante, igual a . Qual é a taxa de evaporação em uma única gotícula?

Calcule a densidade de vapor associada ao fluxo de ar ao redor das gotículas.

Obtenha o número de Schmidt.

Aqui,  é a viscosidade cinemática do ar e  é o coeficiente de difusão binário.

Calcule o número de Reynolds usando a seguinte fórmula:

Aqui é a velocidade da gota, é o diâmetro da gota,  é a viscosidade cinemática do ar.

Agora precisamos obter o número Sherwood.

Calcular o coeficiente de transferência de massa.

Calcule a taxa de evaporação das gotículas.

Aqui,  é o coeficiente de transferência de massa por convecção,  é o diâmetro da gota de água,  é a temperatura da superfície,  é a temperatura do ar, é a densidade do ar que sai do aquecedor.

Portanto, a taxa de evaporação da gota é .