Ar úmido entra em um sistema de condicionamento de ar como mostrado na Fig. 12.11 a 26 ∘ C , ϕ = 80 %   e uma vazão volumétrica de 0.47   m 3 / s   .   N a   s a í d a   d a   s e c ̧ a ̄ ode aquecimento o ar úmido está a 50 % . Para operação em regime permanente, e   d e s p r e z a n d o energias cinética e potencial, determine

(a) a taxa de energia transferida da secção de desumidificação pré-transferência de calor, em toneladas de refrigeração.   b   a   t a x a   d e   e n e r g i a   t r a n s f e r i d a   p a r a   a   s e c ç ã o   d e aquecimento por transferência de calor, em k W .

Passo 1

CONHECIDO: Os dados operacionais do estado atual são fornecidos para um condicionador de ar em que a umidade não é removida do ar atmosférico, que é então aquecido.

ENCONTRAR: Determine (a) a temperatura do ar que sai do desumidificador, (b) "o fluxo volumétrico na entrada do condicionador de ar, taxa de água é condensada, e (d) taxa de transferência de calor para o ain passando através da unidade de aquecimento.

Passo 2

PREMISSAS: 1. Os volumes de controle devem estar no estado esterilizado. As bobinas não são micro-soldadas com os volumes de controle até as suas seções individuais. 2. Para cada volume de controle, w cv = 0 "" e efeitos da cinética e energia potencial podem ser ignorados. Em 2, o ar úmido é saturado. Em 4, o liquído é saturado em 4

ANÁLISE: No estado atual, os saldos das taxas de massa dão m a 1 ˙ = m ˙ a 2 = n i a s ≡ m ˙ a

m ˙ v 1 = m ˙ w + m ˙ 2 , m i n 2   = i n 3 ⁡ .   C o n s e q u e n t e m e n t e ,   ω 2 = ω 3

m ˙ w = m ˙ a ω 1 - ω 2 = m i n ω 1 - ω 3 (1)

Usando ω 2 = ω 3

0.622 P g T 2 p - P 9 T 2 = 0.622 p V 3 p - P 3 ⇒ P g T 2 = P v 3

Em que P r 3 = ϕ 3 P a z = 0.4 0.02985 b 10 = 0.01194   b a r . Interpolando a tabela A2 com ρ g T 2 = 0 .   o l l   a y b a r   g i n e s   T 2 ≈ 9.6 ∘ C

ω 1 = 0.622 0.02647 1 - 0.02687 = 0.01691 k g ( v ) E g ( a ) ω 2 = ω j = 0.622 0.01194 1 - 0.01194 = 0.007516

Um balanço de taxa de energia no desumidificação

0 = Q ˙ c r + m i a ⁡ h a 1 + ω 1 h v 1 - m i a ⁡ h a 2 + + w 2 h v 2 - m i a ⁡ ω 1 - ω 2 h ω

0 = Q c v ' + m i a ⁡ h a 1 - h a 2 + w 1 h 1 - ω 2 h g 2 - ω 1 - ω 2 h f 2

Resolvendo

m a = Q ˙ c v c p a ⁡ T 2 - T 1 + ω 2 h g 2 - ω 1 n g 1 + ω 1 - ω 2 h f 2

= ( - 11   t o n s   ) | 211 k J / m i n   t o n   ∣ [ 1.005 [ 9.6 - 28 ] + 0.007516 ( 2519.06 ) - 0.01691 ( 2502.6 ) + ( 0.0094 ) ( 40.33 ) ] k J E g ⁡ ( a )

( A v ) 1 = m a ˙ v a 1 = m i n R T 1 P 1 - P 11 = 54.8 k g ⁡ ( θ ) m i n 8314 28.87 N . m k s ⋅ k ( 301 k ) 0.97353 × 105 N / m 2 = 48.63 m 3 m i n

Usando eq 1, a taxa de água condensada é

m ˙ ω = ( 54.81 ) ( 0.01691 - 0.007516 ) = 0.515 k g ( l ) m i n

Finalmente, um equilíbrio da taxa de energia na seção de aquecimento usado para

Q ˙ c v = m ˙ a [ G a ] - h a 2 ) +   + ω 3 h g 3 - h g 2 ]

= 54.81 [ ( 1.005 ) ( 24 - 9.6 ) + 0.007516 ( 2545.4 - 2519.06 ) ]

= 804.1 k J m i n

Resposta

= 804.1 k J m i n

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