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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 100

Ar a 5   ° C   e   ϕ =   90 % é condicionado até o estado onde a temperatura é igual a 25   ° C e a umidade relativa é   60 % . O condicionador de ar opera em regime permanente e é constituído por um evaporador e um aquecedor. Sabendo que a temperatura da água líquida no condicionador é igual a 10   ° C , determine, por quilograma de ar seco, a quantidade de líquido evaporado e a transferência de calor no condicionador. Determine, também, o ponto de orvalho da mistura no estado condicionado.

Passo 1

Oi pessoal. Vamos resolver este exercício.

Do gráfico psicométrico podemos retirar a entalpia e a relação de umidade para a alimentação com T 1 = 5   ° C e ϕ 1 = 9 0 % . Temos que:

h - 1 = 37,5   k J / k g

ω 1 = 0,004 8

Do gráfico psicométrico podemos retirar a entalpia e a relação de umidade para a descarga com T 2 = 25   ° C e ϕ 2 = 6 0 % . Temos que:

h - 2 = 75   k J / k g

ω 2 = 0,0 1 18

Para estes dados, da carta, temos que a temperatura do ponto de orvalho é de:

T p o = 16,5   ° C

Portanto esta será a temperatura da mistura final.

Passo 2

Vamos utilizar a equação da continuidade para determinar a quantidade de água que evapora:

m ˙ a ω 1 + m ˙ l i q = m ˙ a ω 2

m ˙ l i q = m ˙ a ω 2 - ω 1

m ˙ l i q m ˙ a = 0,0118 - 0,0048

m ˙ l i q m ˙ a = 0,007   k g   d e   l í q u i d o   p o r   k g   d e   a r   s e c o

Aplicando as condições de equilíbrio para o ambiente, temos que:

q ˙ + h - 1 + ω 2 - ω 1 h f = h - 2

Isolando q ˙ e substituindo os dados, temos que:

q ˙ = 75 - 37,5 - 0,0118 - 0,0048 41,99

q ˙ = 37,206   k J / k g   d e   a r   s e c o

Resposta

m ˙ l i q m ˙ a = 0,007   k g   d e   l í q u i d o   p o r   k g   d e   a r   s e c o

q ˙ = 37,206   k J / k g   d e   a r   s e c o

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