3-Uma mistura de ar com vapor de água entra em uma unidade de ar condicionado à pressão de 150 kPa ,temperatura de 30 。 C e umidade relativa de
.A massa de ar seco que entra por minuto é de 45 kg a mistura deixa a instalação a 120 kPa ,15o C e umidade relativa de 100\%.A água condensada deixa o aparelho a 15o C.Calcule a quantidade de calor transferido do ar por minuto.
Passo 1
O enunciado trata de um escoamento de mistura de ar úmido (ar seco
vapor d’água) passando por uma unidade de ar-condicionado. Entram
kg/min de ar seco a
,
e umidade relativa
. Saem \u00e0 press\u00e3o
,
e
, com parte do vapor condensado como \u00e1gua l’\u00edquida a
. O conte\u00fado \u00e9 balan\u00e7o de massa e energia em escoamento de ar \u00famido, usando raz\u00f5es de umidade e entalpias espec\u00edficas.
Passo 2
Determinar as razões de umidade
(kg de vapor por kg de ar seco) na entrada e na saída:
Pressão parcial do vapor na entrada
Razão de umidade de entrada
Como
Passo 3
Fluxos m’assicos de vapor d’'agua e condensado por minuto:
- Vapor que entra:
- Vapor que sai na forma de vapor:
- Condensado (l’'iquido) por minuto:
Passo 4
Calcular as entalpias específicas da mistura por kg de ar seco, tomando referência à água líquida a
. Usamos
,
e
.
Passo 5
Entalpia do condensado (água líquida) a
:
Razão de umidade condensada
.
Portanto a entalpia total de saída por kg de ar seco é
Portanto a entalpia total de saída por kg de ar seco é
Passo 6
Balanço de energia (neglect fluxos cinético e potencial):
O sinal negativo indica que esse é o calor removido da mistura de ar.
Resposta
A quantidade de calor transferido do ar por minuto é de aproximadamente
(removidos).