Ar a 35 ∘ C , t atm e 50 % de umidade relativa entra em duto desumidificador que opera em regime permanente. Ar úmido saturado e o condensado saem em fluxos separados, cada qual a 15 ∘ C . Desprezando os efeitos das energias cinética e potencial. Determine

(a) a transferência de calor do ar úmido, em k] por kg de ar seco.(b) a quantidade de água condensada, em kg por kg de ar seco.(c) Confira as suas respostas utilizando dados de carta psicrométrica.(d) Confira as suas respostas utilizando o Interactive Thermodynamics: I T ou programa similar.

Passo 1

CONHECIDO: Os dados operacionais são fornecidos para um ar condicionado em estado estacionário.

ENCONTRE: Determine a quantidade de água líquida injetada e a taxa de acionamento de calor, cada uma por ib de ar seco.

Passo 2

PREMISSAS: (1) O volume de controle mostrado na figura acompanhante opera em estado estacionário com w (cv) = 0 e efeitos desprezíveis de energia potencial. (2) A água líquida entra como líquido saturado e as correntes de ar úmido seguem os princípios da mistura de gás ideal.

Análise: no estado estacionário, a taxa de massa de balanço dá m ˙ a 1 = m ˙ a 2 = m ˙ a

m ˙ v 1 + m ˙ w = m ˙ 1 z 2

Passo 3

Consequentemente, a taxa líquida injetada é

m ˙ w = m ˙ v 3 - m ˙ v 1 = m a ⁡ ω 3 - ω 1 (1)

Para encontrar ω 1   e   ω 3 , P v 1 = ϕ 1 P g T 1 = 0.4 0.17816 f l i n 2 = 0.071216 f / i n 2 e P 3 = ϕ 3 P G T 3 = 0.4 ( 0.6988 ) = 0.279516 % /   i n .   2

ω 1 = 0.622 0.0712 14.696 - 0.0712 = 0.00303   l b ( v ) l b ( a ) , ω 3 = 0.622 0.2795 14.696 - 0.2795 = 0.01206

Para ter m ˙ a ,   u s e   m ˙ a = ( A V ) 3 / v a 3 com a equação do gás ideal

m ˙ a = p - P V 3 ( A V I 3 R a T 3 = ( 14.696 - 0.2795 ) 16 t i n ! 1000 f t 3 / m i n 1545 28.97 ⋅ f + 1 b f 16 ⋅ ∘ R ( 90 + 460 ) ∘ R 144 i n 2 1 f t 2

= 70.7716 / m i n

Colocando valores em 1

m ˙ w = 70.77 ( 0.01206 - 0.00303 ) = 0.63916 / m i n

(b) Um equilíbrio de energia em estado estacionário reduz para dar

0 = Q ˙ c v - M ˙ c v * 0 + m ˙ a h a 1 + m ˙ v 1 h v 1 + m ˙ ω h 2 - m ˙ a h a 3 + m ˙ r 3 h v 3

Ou Q ˙ c v = m ˙ a h a 3 - h a + ω 3 h g 3 - ω 1 h g 1 - m ˙ ω h 2

Com dados da tabela A2E e A 22E

Q ˙ c v = 70.77 16 m i n [ ( 131.46 - 121.88 ) + ( 0.01206 ) ( 1100.7 ) - ( 0.00303 ) ( 1083.3 ) ] B t u l b

- ( . 639 ) ( 13.04 ) B t u m i n

= 1376.8 B t u m i n 60 m i n 1 h = 8.26 × 10 4 B t u / h

Resposta

8.26 × 10 4 B t u / h

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