Enunciado

O ar a 1   a t m , 15   ° C e 60 % de umidade relativa e aquecido ate 20   ° C em uma secao de aquecimento e, em seguida, desumidificado pela introdução de vapor de agua. O ar sai da seção de umidificação a 25   ° C e 65 % de umidade relativa. Determine ( a ) a quantidade de vapor adicionada ao ar e ( b ) a quantidade de calor transferido para o ar na seção de aquecimento.

Passo 1

Certo neste processo temos que ficar a tentos que existe o processo de entrada condições enunciado primeiro, as condições de meio de processo momento após o ar passa pelo processo de aquecimento e o ultimo processo seria a umidificação.

Iremos separar estes processos como 1 2 e 3 certo?

Coletando um desenho para ficar melhor ilustrado:

Assumindo que o processo está em regime permanente. Portanto, o fluxo de massa é equivalente na entrada e saída ( m ˙ i n = m ˙ o u t ).

Ar seco e água são gases ideais.

A variação da energia cinética e potencial é insignificante.

Utilizando as condições de entrada vamos determinar as propriedades de entrada olhando no diagrama psicrométrico (Figura A-31).

h 1 = 31,1 k J k g   d e   a r   s e c o

ω 1 = 0,0064   k g   H 2 O / k g   a r   s e c o = ω 2

h 2 = 36,2 k J k g   d e   a r   s e c o

h 3 = 58,1   k J k g   d e   a r   s e c o

ω 3 = 0,0129   k g H 2 O / k g   a r   s e c o

Passo 2

a) Após enunciarmos todas as nossa propriedades, vamos analisar:

No processo de 1 para 2 sabemos que a umidade permanece constante. Portanto, ω 1 = ω 2 .

Mas quando partirmos para o processo 3 ela ira aumentar. Portanto, vamos determinar esta quantidade aumentada, que nada mais é a nossa variação da umidade:

Δ ω = ω 3 - ω 2

Δ ω = 0,0129 - 0,0064

Δ ω = 0,0065   k g H 2 O / k g   a r   s e c o

Passo 3

b) Para determinarmos a taxa de transferência de calor da bobina por unidade de massa:

q ˙ i n = h 2 - h 1

q ˙ i n = 36,2 - 31,1

q ˙ i n = 5,1 k J k g   d e   a r   s e c o

Resposta

Δ ω = 0,0065   k g H 2 O / k g   a r   s e c o

q ˙ i n = 5,1 k J k g   d e   a r   s e c o

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