A figura Fig. P4.84 fornece dados para o duto adiante das serpentinas da unidade d resfriamento de água de um sistema de ar condicionado operando em regime permanente. Ar externo a 90°F (32,2°C) é misturado com ar de retorno a 75°F (23,9°). As perdas de calor são desprezíveis, e os efeitos das energias cinética e potencial podem ser ignorados. A pressão em todo o conjunto é 1 atm. Admitindo o modelo de gás ideal com Btu/lb°R (1,0 Kj/kgK) para o ar, determine (a) a temperatura do ar misturado, em °F, e (b) o diâmetro do duto com ar misturado, em ft.
Passo 1
Fala galerinha, cêis tão baum?
Vamos direto ao que interessa, então?
Bora lá!
Iremos calcular a taxa de fluxo de massa do ar externo usando a seguinte relação:
(Observação: o R = 53.3533, vem da constante de gás característica = (constante de gás universal)/(peso molecular)R=((1545(ft*lbf/lb*mol)*°Rankine))/(28.97 kg/kg*mol), e para obter psi em psf foi necessário multiplicar por ).
Passo 2
Calcularemos a taxa de fluxo de massa do ar externo usando a seguinte relação
(Observação: o valor de R = (Rbar) sobre o peso molecular. O pelo molecular é da Tabela A-1 e Rbar é uma constante).
Passo 3
Passo 4
a) Aplicando a equação de balanço de energia ao sistema, negligenciando os efeitos da energia cinética e potencial
Logo temos que está o calor específico a pressão constante.
Portanto, a temperatura do ar misturado é de .
Passo 5
a) Agora iremos calcular o diâmetro do duto misto a partir da seguinte relação:
Portanto, o diâmetro do duto misto é de .
Resposta
a) Portanto, a temperatura do ar misturado é de .
a) Portanto, o diâmetro do duto misto é de .