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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 120

A condensação do vapor de água nas linhas de ar comprimido é uma das grandes preocupações nas instalações industriais, e o ar comprimido quase sempre é desumidificado para evitar os problemas associados à condensação. Considere um compressor que comprime o ar ambiente da pressão atmosférica local de 92 kPa até uma pressão de 800 kPa (absoluta). Em seguida, o ar comprimido é resfriado até a temperatura ambiente à medida que escoa pelas linhas de ar comprimido. Desprezando as perdas de pressão, determine se haverá alguma condensação nas linhas de ar comprimido, considerando um dia em que o ar ambiente está a 20 °C e 50% de umidade relativa.

Passo 1

Temos pelas tabelas de vapor no final do livro que a pressão de saturação da água a 20 °C é de 2,3392 kPa, assim, vamos calcular a pressão do vapor antes da compressão:

P v 1 = ϕ P s a t 20 ° C = 0,50 × 2,3392   k P a = 1,1696   k P a

Temos que a razão de pressão durante a compressão é dada pela pressão após a compressão e a pressão antes da compressão, assim:

r = 800   k P a 92   k P a = 8,7

Ou seja, a pressão sofre um incremento de 8,7 vezes, assim, a pressão do vapor no final do processo será de:

P v 2 = P v 1 × r = 1,1696   k P a × 8,7 = 10,2   k P a

Passo 2

Vamos buscar nas tabelas de vapor a temperatura do ponto de orvalho do ar à uma pressão de 10,2 kPa. Olhando a tabela verificamos a necessidade de uma interpolação, assim:

10,2   k P a - 10   k P a 15   k P a - 10   k P a = T p o - 45,81   ° C 53,97   ° C - 45,81   ° C → T p o = 46,12   ° C

Assim, a medida com que o ar for sendo resfriado até a temperatura ambiente de 20 °C, teremos a condensação de parte do ar comprimido, pois a temperatura ambiente está abaixo da temperatura do ponto de orvalho.

Resposta

Logo, teremos alguma condensação nas linhas de ar comprimido.

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