Ar a 50 F, 40 % de umidade relativa, e 13.5 psi de pressão total é aquecido em um forno para 120 F . O ar é então fornecido para uma sala em um prédio com uma perda de calor sensível de 16000 Btu / h e uma SHF de 0.8. Se o ar na sala está a 70 F , determine :
(a) A vazão mássica do ar de suprimento e sua umidade absoluta.
Não utilize a carta psicrométrica para resolver o problema.

Passo 1

Beleza, amigo, vamos resumir o que temos e o que precisamos usar:
– Enunciado em poucas palavras: Ar a 50 °F com 40 % de UR e pressão total de 13,5 psi é aquecido a 120 °F e manda-se pra uma sala a 70 °F. A sala perde 16 000 Btu/h de calor sensível e tem SHF = 0,8.
– O que a gente quer: (a) a vazão mássica de ar de suprimento e a umidade absoluta desse ar.
– Matéria: psicrometria básica sem usar carta.
– Ferramentas que vamos precisar:
  1. Cálculo da pressão de vapor de saturação w = 0.622,pvPrm tot - pv,, a 50 °F (vimos numa tabela ou fórmula de Antoine).
  2. Fórmula da umidade absoluta (razão de mistura) h = cpa,T + wl(hfg+cpv,Tr), em que Qrm total= dot m,(hrm sup-hrm sala) .
  3. Entalpia do ar úmido com Btu/(lb·°F), Btu/lb, Btu/(lb·°F).
  4. Relação SHF = .
  5. Balanço de calor total:

Passo 2

Calcular a umidade absoluta pvs(50°F)approx 0.176;psi :
  1. Pegamos na tabela de vapor saturado a 50 °F: pv = phi,pvs = 0.40times0.176 = 0.0704;psi
  2. Pressão parcial do vapor: w ;=; 0.622,pvPrm tot-pv = 0.622,0.070413.5 - 0.0704 approx 0.00329;lb água/lb ar seco
  3. Umidade absoluta: á

Passo 3

Entalpias nos dois pontos (suprimento a 120 °F e sala a 70 °F), usando o mesmo hrm sup = 0.24cdot120 + 0.00329l(1061 + 0.444cdot120r) = 28.8 + 0.00329,(1061 + 53.28) approx 32.46;Btu/lb :
  1. Em 120 °F: hrm sala = 0.24cdot70 + 0.00329l(1061 + 0.444cdot70r) = 16.8 + 0.00329,(1061 + 31.08) approx 20.39;Btu/lb
  2. Na sala, 70 °F: De
  3. Diferença de entalpia por libra de ar seco:

Passo 4

Calcular a vazão mássica Qrm total = Qrm sensSHF = 16,0000.8 = 20,000;Btu/h :
  1. O calor sensível da sala é 16 000 Btu/h e
    Qrm total = dot m,De.
  2. Logo o total de calor que o ar de suprimento deve fornecer é
  3. Balanço de energia:

Resposta

Vazão mássica de ar seco:
dot m approx 1,656;lb/h (approx0,46;kg/s)
Umidade absoluta do ar de suprimento:
w approx 0,00329;lb água/lb ar seco á

Exercícios relacionados