Enunciado

98. O ar entra em um resfriador evaporativo a 1 atm, 36 °C e 20% de umidade relativa a uma taxa de 4 m3/min, saindo com umidade relativa de 90%. Determine (a) a temperatura de saída do ar e (b) a taxa de fornecimento de água para o resfriador evaporativo.

Passo 1

Letra (a)

No gráfico psicrométrico (Fig. A-31) a 36 ° C e 20% de umidade relativa, temos:

T w b l = 19,5 ° C

ω 1 = 0,0074 k g k g   d e   a r   s e c o

v 1 = 0,887 m 3 k g   d e   a r   s e c o

Supondo que a água líquida seja fornecida a uma temperatura não muito diferente da temperatura de saída da corrente de ar, o processo de resfriamento evaporativo segue uma linha de temperatura constante de bulbo úmido. Isso é,

T w b 2 = T w b 1 = 19,5 ° C

Nesta temperatura de bulbo úmido e 90% de umidade relativa, lemos:

T 2 = 20,5 ° C

ω 2 = 0,0137 k g k g   d e   a r   s e c o

Assim, o ar será resfriado a 20,5 ° C neste resfriador evaporativo.

Passo 2

Letra (b)

A vazão mássica de ar seco pode ser obtida como:

m ˙ a = V ˙ 1 v 1 = 4   m 3 / m i n 0,887 m 3 k g   d e   a r   s e c o = 4,51   k g / m i n

Em seguida, a taxa necessária de fornecimento de água ao resfriador evaporativo é determinada a partir de:

m ˙ n e c e s s á r i a = m ˙ w 2 - m ˙ w 1 = m ˙ a ω 2 - ω 1

= 0,028   k g / m i n

Resposta

T 2 = 20,5 ° C

m ˙ n e c e s s á r i a = 0,028   k g / m i n

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