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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 105

Uma piscina coberta apresenta taxa de evaporação de água igual a 1,512 kg/h. Esta água precisa ser removida por um equipamento de condicionamento e desumidificação do ar que também deve manter a temperatura do ambiente igual a 21   ℃ e com umidade relativa de 70 %. A Fig. P12.105 mostra o esquema do equipamento a ser utilizado nesta aplicação. Ele é baseado num ciclo de refrigeração no qual o ar escoa pelo evaporador do ciclo, que é capaz de remover o excesso de umidade, e também pelo condensador. A potência elétrica necessária para operar a unidade (utilizada pra acionar o compressor do ciclo de refrigeração e o ventilador), para uma vazão de 0,1 kg/s de ar, é 1,4 kW. Sabendo que o coeficiente de eficácia do ciclo de refrigeração é igual a 2,0, determine o estado do ar na seção de descarga da unidade e a potência consumida no compressor.

Passo 1

Meus amigos e minhas amigas!

A unidade precisa remover 1,512 kg/h de líquido para manter a sala estável ao passo que a água condensa quando o estado 2 está saturado.

Passo 2

Estado 1:

21   ℃ ,   70   % ⇒ w 1 = 0.0108 ; h 1 ' = 68.5

C V   1 → 2 :

m ˙ l i q = m ˙ a ( w 1 - w 2 )

w 2 = w 1 - m ˙ l i q m ˙ a

q L = h 1 ' - h 2 ' - w 1 - w 2 h f 2

w 2 = 0.0108 - 1.512 3600 ∙ 0.1

w 2 = 0.0066

Estado 2:

w 2 ,   100   % ⇒ T 2 = 8   ℃ ; h 2 ' = 45 ; h f 2 = 33.6

q L = 68.5 - 45 - 0.0042 ∙ 33.6

q L = 23.36   k J / k g

C V   T O T A L :

h 3 ' = h 1 ' + W ˙ e l m ˙ a - w 1 - w 2 h f

h 3 ' = 68.5 + 14 - 0.14

h 3 ' = 82.36   k J / k g

Estado 3:

w 3 = w 2 ⇒ T 3 = 46   ℃ ;   ∅ 3 = 11 - 12 % ; W ˙ c = m ˙ a ∙ q L β = 1.165   k W

Resposta

T 3 = 46   ℃

∅ 3 = 11 - 12 %

W ˙ c = 1.165   k W

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