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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 124

Uma torre de resfriamento com capacidade de resfriamento de 50 toneladas (220 kW) deve evaporar 9.500 kg de água por dia. Essa é uma alegação razoável?

Passo 1

Vamos considerar para essa questão que essa torre de resfriamento tenha um coeficiente de performance médio, sendo esse dado por COP=3. Temos que o coeficiente de performance é dado pela seguinte expressão:

C O P = Q ˙ r e s f r i a m e n t o W ˙ u t i l i z a d a

Rearranjando a equação para encontrarmos a potência utilizada pela torre, temos:

W ˙ u t i l i z a d a = 220   k W 3 = 73,3   k W

Passo 2

Temos uma certa quantidade de calor é rejeitada para a fonte fria, pois a máquina não possui 100% de rendimento, assim:

Q ˙ r e j e i t a d a = Q ˙ r e s f r i a m e n t o + W ˙ u t i l i z a d o = 220   k W + 73,3   k W = 293,3   k W

Considerando que a água vai começar a evaporar por volta dos 45 °C, teremos que a entalpia de vaporização será de 2394 kJ/kg. Temos que uma forma de calcular a taxa de calor rejeitada é dada por:

Q ˙ r e j e i t a d a = m ˙ á g u a h l v

Rearranjando a equação, temos:

m ˙ á g u a = Q ˙ r e j e i t a d a h l v = 293,3   k J / s 2349   k J / k g = 0,125   k g / s = 450   k g / h = 10800   k g / d i a

Note que, o ar condicionado não funcionará continuamente na potência nominal, ele poderá usar uma quantidade menor de água, portanto, a quantidade de 9500 kg de água por dia é razoável.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Ver Outros Exercícios desse livro