Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 85
Um sistema de condicionamento de ar deve tomar o ar a 1 atm, 34 °C e 70% de umidade relativa e entregá-lo a 22 °C e 50% de umidade relativa. O ar escoa sobre as serpentinas de resfriamento, onde é resfriado e desumidificado e, em seguida, o ar escoa sobre os fios de aquecimento da resistência, onde é aquecido até a temperatura desejada. Considerando que a água condensada é removida da seção de resfriamento a 10 °C, determine
- a temperatura do ar antes de sua entrada na seção de aquecimento
- a quantidade de calor removida na seção de resfriamento e
- a quantidade de calor transferida na seção de resfriamento, em kJ/kg de ar seco.
Passo 1
Este é um processo de fluxo constante e, portanto, a vazão mássica do ar seco permanece constante durante todo o processo (.
Ar seco e vapor de água são gases ideais.
As mudanças de energia cinética e potencial são insignificantes.
Passo 2
A quantidade de umidade no ar diminui devido à desumidificação ( e permanece constante durante o aquecimento (. Os estados de entrada e saída do ar são completamente especificados e a pressão total é de 1 atm. O estado intermediário (estado 2) também é conhecido, pois . Portanto, podemos determinar as propriedades do ar em todos os três estados a partir do gráfico psicrométrico (Fig. A-31).
E
Então,
Passo 3
Na letra b, a quantidade de calor removida na seção de resfriamento é determinada a partir da equação do balanço energético aplicada à seção de resfriamento,
ou, por unidade de massa de ar seco,
Passo 4
Na letra c, a quantidade de calor fornecida na seção de aquecimento por unidade de massa de ar seco é: