Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 10
O pequeno prédio de um escritório de dois andares ilustrado na Fig. P4.10 tem 36.000(1019,4 ) de espaço ocupado. Em virtude de rachaduras em janelas e portas externas o ar entra pela lateral do edifício exposta ao vento e escapa pela lateral do edifício protegida do vento. O ar externo também entra no prédio quando as portas externas são abertas. Em um determinado dia foram realizados testes, e a temperatura exterior medida foi de 15°F (-9.4°C). A temperatura interna estava controlada em 70°F (21,1C). Conservando as portas fechadas, a taxa de infiltração através das rachaduras foi determinada em 75 (0.03 A taxa média de infiltração associada á abertura das portas, calculada considerando um dia de trabalho, foi de (). Considere desprezível a diferença de pressão entre o interior e o exterior do prédio. (a) Admitindo comportamento de gás ideal, determine a vazão volumétrica de ar em regime permanente que sai do prédio, em . (b) Determine o número de vezes por hora em que o ar do prédio é renovado, quando este é expresso em termos do volume de espaço ocupado.
Passo 1
(a)
Calcularemos a vazão de massa através das rachaduras.
A taxa de fluxo de volume do ar fluindo através das rachaduras é , e o volume específico de ar é de
Podemos resolver
A constante universal do gás é .
A temperatura do ar externo é .
A pressão do ar externo e .
Agora, calcularemos a taxa de fluxo de massa através das rachaduras.
A taxa de fluxo de volume do ar fluindo através das rachaduras é , e o volume específico de ar é de
Podemos resolver
A constante universal do gás é .
A temperatura do ar externo é .
A pressão do ar externo e .
Podemos resolver
A constante universal do gás é .
A temperatura do ar externo é .
A pressão do ar externo e .
Passo 2
Aplicando a taxa de fluxo de massa em estado estacionário
Substitua as equações (1), (2), (3) na equação acima
Vamos substituir
70°F (ou) 530°R para .
15° F (ou) 475°R para .
para
para .
Portanto, a taxa de fluxo volumétrico de ar saindo do edifício , é de
Passo 3
(b) Iremos calcular agora o número de renovações de ar do edifício por hora.
Resposta
Portanto, o número de renovações de ar do edifício por hora é de .