Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 143
Considere uma casa de tijolos mantida a e de umidade relativa em um local onde a pressão atmosférica é . As paredes de casa são feitas de tijolo de de espessura cuja permeação é . Considerando a pressão de vapor na face externa das paredes como sendo zero, determine a quantidade máxima de vapor de água que se difundirá através da seção de da parede durante o período de .
Passo 1
Dados fornecidos:
Temperatura ambiente:
Umidade relativa:
Pressão atmosférica:
Pressão de vapor:
Espessura do tijolo:
Permeação da parede de tijolo:
Área da parede:
Tempo de difusão:
Propriedades:
Pela Tabela 14-9
Pressão de saturação da água a :
Premissas:
1) Existem condições operacionais estáveis.
2) A transferência de massa através da parede é unidimensional.
3) A permeabilidade ao vapor da parede é constante.
4) A pressão de vapor no lado externo da parede é zero.
Passo 2
Para resolver essa questão, podemos começar calculando a vazão mássica do vapor de água. Para uma camada simples de espessura e área normal , a vazão mássica é dada pela Equação 14-31. Assim temos:
Aqui, é a permeabilidade ao vapor do material, é a permeação , é a área, é a umidade relativa e é a pressão de saturação da água na temperatura especificada. Os subscritos 1 e 2 denotam o ar nos dois lados da parede.
Como foi dito no enunciado, a pressão de vapor no lado externo da parede de tijolo é zero . Substituindo os termos da equação pelos dados obtidos, temos:
Portanto, a taxa de fluxo mássico de vapor de água através da parede é .
Passo 3
Então, podemos definir a quantidade total de umidade que flui através da parede durante um período de se torna:
Essa é a quantidade máxima de umidade que pode migrar através da parede, pois assumimos que a pressão de vapor em um lado da parede é zero.
Portanto a quantidade máxima de vapor de água que se difundirá através da seção de da parede durante o período de é .