Um ventilador dentro de um duto isolado fornece ar úmido na saída do duto a 35 ∘ C , 50 % de umidade relativa c a uma vazão volumétrica de 0.4   m 3 / s . Em regime permanente, a entrada de potência para o ventilador ć de 1,7   k W . A pressão por lodo o duto é de aproximadamente I atm. Utilizando a carta psicrométrica, determine a temperatura, e m ∘ C e a unidade relativa nit entrada do duto.

Passo 1

CONHECIDO: O ar úmido entra em um dueto com um kumin mas ferw aate e é resfriado a uma pressão constante até a temperatura especificada.

ENCONTRE: usando dados, determine a umidade relativa no ducto e na transferência de taxa de calor; cheque os resultados usando psicometria; cheque os resultados usando IT

Esquemas e dados fornecidas

Passo 2

PREMISSAS: (1) O volume de controle mostrado na figura anexa opera em estado estacionário com w ev = 0 e efeitos de energia cinética e potencial desprezíveis. (2) O ar úmido segue os princípios da mistura ideal de gases. (3) A temperatura do bulbo úmido pode ser usada no lugar de Tas para avaliar w.

Análise: (a) Para encontrar ϕ1, primeiro avalie w, usando Egs. 12.52 e 12.53. então

ω ' = 0.622 P g ( T ω b ) P - P g ( T ω b ) = 0.622 0.3391 14.696 - 0.3191 = 0.0 . 469 16 ( v ) 16 ( a )

E ω 1 = 0.24 [ 68 - 82 ] + 0.01469 [ 1055.1 ] 1097.3 - 36.09 = 0.0114 l b ( v ) l b ( a )

Resolvendo eq 12.43

P v 1 = ω 1 P 0.622 + ω 1 = ( 0.0114 ) ( 14.696 ) 0.622 + 0.0114 = 0.2645 16 t i n 2

Então ϕ 1 = R 1 P ( ( 200 ) = 0.2645 0.5 15 = . 489 ( 48.9 % )

Passo 3

Antes de aplicar uma bateria de enersy, é necessário deteruaime se ocorrer condensação durante o cooting. Usando o PYI, a temperatura do ponto de condensação é ≈61 ∘ F. Consequentemente, nenhuma condensação ocorre. No estado estacionário, o equilíbrio da taxa de energia reduz para

0 = Q ˙ e r - W ˙ e v + m ˙ a h a 1 + m i n n v 1   - m a h a 2 + m ˙ v h v z

Ou Q ˙ C v = m ˙ a h Q 2 - h a + ω h g 2 - h 1

A taxa de fluxo de massa total é m ˙ = m ˙ a + m i n = m i a ⁡ ( 1 + ω ) . P o r t a n t o , ω a = m ˙ / ( 1 + ω ) , e n t ã o

Q ˙ e v = m ˙ 1 + ω h a 2 - h a 1 + ω h g 2 . h g 1

= 10 1.0114 l b ( a ) m i n [ 0.24 ( 62 - 82 ) + 0.0114 ( 1088.6 ⋅ 1097.3 ) ] 8 B t u l b ( a )

= 10 1.0114 ( - 4.9 ) = - 48.4 ⋅ B T U m i n

Passo 4

Usando a psicometria ϕ 1 ≈ 50 %

Q ( v ) = m 1 + ω [ ( h a + ω h g ) 2 - h a + ω h g 1 ]

Fig A 9E dá ( h a + ω h g ) 2 ≈ 27.38 + ω / b ( a )   a n d   h a + ω h q 1 ≈ 32.28 t u ⁡ / 16 ( a )

∴ Q ˙ c v = 10 1.0114 [ 27.3 . 32.2 ] = - 48.4 B t u l b

I T   C o d i g o _ T 1 = 82 / /   ∘ F T w b 1 = 68 / /   ∘ F

mdot1 = 10 l l l b / m i n T 2 = 62 I / ∘ F p = 1 / / a t m

// Checagem para condensação.Twb1 = Twb_Tphi(T1, phi1, p)pg1 = Psat_T("Water/Steam", T1)pv1 = phi1 * pg1Tdp1 = Tsat_P("Water/Steam", pv1)// Resultado: T d p = 61.03 ∘ F // sem condensação.

w = w - T T w b ⁡ ( T 1 , T w b 1 , p ) h 1 = h a T T ( T 1 , w ) h 2 = h a - T w ( T 2 , w ) m d o t a ⁡ 1 = m d o t ⁡ 1 / ( 1 + w )

Qdot = m d o t a ⁡ 1 * (   h 2 - h 1 )

It resultados

h 1 = 32.24 B t u / b ( a )   h 2 = 27.34 B t u / b ( a )   ω = 0.01148     T d p 1 = 61.03 ∘ F   m ˙ a = 9.886 l b / m i n   ϕ 1 = 0.491   Q ˙ c v = - 48.39 B t u / m i n  

Resposta

ϕ 1 = 0.491

Q ˙ c v = - 48.39 B t u / m i n

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