2-Uma mistura de ar com vapor de água entra em uma unidade de ar condicionado a 100 kPa e 30 o C com umidade absoluta de 0,0122 .A vazão de ar seco é de
.A mistura deixa a unidade a 95 kPa e 10。C,com umidade relativa de 90\%e o líquido condensado também deixa a unidade a 10。C.Determine:
a)A umidade relativa e o ponto de orvalho na entrada.
b)O fluxo de massa de vapor na saída.
c)A taxa de transferência de calor no processo.
a)A umidade relativa e o ponto de orvalho na entrada.
b)O fluxo de massa de vapor na saída.
c)A taxa de transferência de calor no processo.
Passo 1
O enunciado descreve um processo de ar úmido passando por uma unidade de ar-condicionado. Na entrada temos pressão
kPa, temperatura
, e umidade absoluta
(kg de vapor por kg de ar seco), com vazão de ar seco
kg/s. Na saída
kPa,
, e umidade relativa
, sendo que o líquido condensado sai também a
. Precisamos calcular:
a) a umidade relativa e o ponto de orvalho na entrada;
b) o fluxo de massa de vapor na saída;
c) a taxa de transferência de calor no processo.
a) a umidade relativa e o ponto de orvalho na entrada;
b) o fluxo de massa de vapor na saída;
c) a taxa de transferência de calor no processo.
Passo 2
Para (a), calculamos primeiro a pressão parcial de vapor na entrada por
Em seguida, com a pressão de saturação à
(tabela)
kPa, a umidade relativa de entrada é
O ponto de orvalho
satisfaz
kPa. Interpolando entre os valores de
kPa e
kPa, obtém-se
Passo 3
Para (b), na saída
kPa, logo a pressão parcial de vapor é
A umidade absoluta de saída fica
e o fluxo de massa de vapor que segue no ar é
Passo 4
O fluxo de condensado é a diferença entre o vapor que entrou e o que saiu:
Passo 5
Para (c), usamos balanço de energia tomando entalpia por kg de ar seco:
com
,kJ/kg,K,
,kJ/kg,K e
Na entrada:
Na saída (ar úmido):
O condensado sai como líquido a
, com entalpia
Balanço de energia (por kg de ar seco) e multiplicando por
:
Resposta
a)
,
b) kg/s (e condensado
kg/s).
c) kW (remoção de calor).
b)
c)