Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 137
Ar externo entra em um sistema de condicionamento de ar a 10 °C e 40% de umidade relativa a uma taca constante de 22 , saindo a 25 °C e 55% de umidade relativa. O ar externo é previamente aquecido até 22 °C na seção de aquecimento e, em seguida, umidificado pela injeção de vapor quente na seção de umidificação. Considerando que todo o processo ocorre a uma pressão de 1 atm, determine (a) a taxa de fornecimento de calor na seção de aquecimento e (b) a vazão mássica do vapor necessária na seção de umidificação.
Passo 1
Temos o seguinte processo acontecendo, o ar externo entra no sistema e passa por um aquecimento, depois disso, ele é umidificado e então sai do processo.
Teremos que na entrada do processo, ele terá as seguintes propriedades encontradas no diagrama psicométrico:
Após passa pelo processo de aquecimento, teremos que a umidade específica se manterá a mesma pois não foi adicionada e nem retirada nenhuma quantia de água, assim:
Já depois de ser umidificado, teremos sim uma mudança na umidade relativa dele, assim:
Passo 2
Temos que a taxa de fornecimento de calor pode ser dada por:
Não temos a vazão mássica do processo, mas conseguimos obtê-la por meio de uma relação da vazão volumétrica e do volume específico, daí:
Assim, durante o processo de aquecimento teremos a seguinte taxa de fornecimento de calor:
Passo 3
Temos que a vazão mássica de ar da saída será igual a vazão mássica da entrada. Fazendo o balanço de massa para o vapor de água, teremos:
Resposta
Assim,
- 330,33 kJ/min;
- 0,216 kg/min.