Ar úmido entra em um desumidificador a 80 ∘ F 26 , 7 ∘ C , l atm c ϕ = 60 % e sat a 58 ∘ F 14.4 ∘ C , I atm e   ϕ = 90 % , com uma vazão volumétrica de 10.000 f t 3 / m i n 283   m 3 / m i n . O fluxo então mistura-se adiabaticamente com um fluxo de ar úmido a 95 ∘ F 35 ∘ C . I atui e ϕ = 47 % . tendo uma vazão volumétrica de 2000 f t 3 / m i n 56.6   m 3 / m i n . Um único fluxo de ar úmido sai da câmara de mistura. As perdas por transferência de calor e os efeitos das energias cinética e potencial podem ser desprezados. Determine, em regime permanente

Passo 1

PREMISSAS: (1) O volume de controle mostrado na figura está em estado estacionário.

(2) Para o volume de controle Qev, W ˙cr e cinética / potencial e insignificante. (3) Cada corrente de líquido é considerada como um líquido saturado nos corvos que inundam a água. (A) A primeira corrente de ar foi considerada como um gás ideal em l atm. (5) A temperatura T2 é tratado como um parâmetro, rangings P 0 ∘ F ⩽ T 2 < 100 ∘ F .

Análose: seguindo a análise do exemplo 12.17, a relação básica

m ˙ S = m ˙ a ω 4 - ω 3 (1)

m ˙ a = m ˙ 1 h f 1 - h f 2 h a + ω h g 4 - h a + ω h g 3 - ω 1 - ω 3 h f 5 (2)

( h a + u h g ) 4 = ( 0.24 ) ( 90 ) + ( 0.028 ) ⋅ ( 1100.7 ) = 52.48 t u ⁡ / 16 ( a )

m ˙ 1 = 200 g a l m i n 0.13368 t t 3 s a n 0.01613 f t 3 / 16

Passo 2

Com esses dados, eq1 se torna

m 5 = m i a ⁡ ( 0.028 - 0.0066 ) = 0.0214 m i a (3)

E eq 2 se torna

m a = 1657.5 16 m i n 68.05 - n f 2 B l u / 1 b ( 32.4 - 26.4 ) - ( 0.028 - 0.0066 ) ( 48.1 ) = 66.38 68.01 - n f 2 (4)

Simplificação do cálculo T 2 = 80 ∘ F .   e n t ã o ,   h f 2 = 48.09 B t u / 16 .

Eq 4

m ˙ a = 66.38 ( 68.05 - 48.09 ) = 1324.9 l b ( a ) / m i n

Eq 3 m i 5 = 28.3516 / m i n .

Os dados para as parcelas necessárias são obtidos usando TI, da seguinte forma:

Código IT

T 1 = 100 / /   ∘ F A V 1 = 200   / / g a l / m i n T 2 = 80   / /   ∘ F T 3 = 80   1 /   ∘ F T w   b 3 = 60   / /   ∘ F

T 4 = 90   / /   ∘ F

phi4 = 0.9   T 5 = 80   ∥ /   ∘ F p = 14.696 l l I b f / i n 2

h1 = hsat_Px('Water/Steam", psat1, 0)psat1 = Psat_T("Water/Steam", T1)v1 = vsat_Px("Water/Steam", psat1, 0)h2 = hsat_Px('Water/Steam", psat2, O)psat2 = Psat_T('Water/Steam", T2)w3 = w_TTwb(T3,Twb3,p)

h 3 = h a T w ( T 3 , w 3 ) w 4 = w - T p h i ( T 4

, phi4,p) h 4 = ha_Tw ( T 4 , w 4 )

h5 = hsat_Px("Water/Steam", psat5, 0 )psat5 = Psat_T('Water/Steam", T5)

mdot5 = m d o t a * ⁡ ( w 4 - w 3 ) mdot1 = A V 1 * 0.13368 / ∨ 1 / / l b / m i n 0 = m d o t a * ⁡ (   h 3 - h 4 ) + m d o t ⁡ 5 ⋆ h 5 + m d o t ⁡ 1 * (   h 1 - h 2 )

Passo 3

Resultados IT para   T 2 = 80 ∘ F

ω 3 = 0.006453 l b ( v ) / l b ( a ) ω 4 = 0.02778 l b ( v ) / l b ( a ) T 2 = 80 ∘ F m ˙ a = 1343 l b ( a ) / m i n m ˙ 5 = 28.64 I b / m i n

A partir dos gráficos, vemos que, para atingir uma temperatura mais baixa do líquido que sai da torre, precisamos aumentar o fluxo de ar. Além disso, como há mais evaporação, é necessário um maior fluxo de água de reposição. Ambos os resultados são os esperados.

Resposta

A partir dos gráficos, vemos que, para atingir uma temperatura mais baixa do líquido que sai da torre, precisamos aumentar o fluxo de ar. Além disso, como há mais evaporação, é necessário um maior fluxo de água de reposição. Ambos os resultados são os esperados.

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