Em uma coluna de enchimento estão entrando ar com temperatura de bulbo seco de 50^circ C e bulbo úmido de 20^circ C, a uma vazão de 200 kg de ar seco/min e água a uma vazão de 50 kg / min. O ar sai saturado a 40^circ C. Qual a vazão de água na saída? Se o ar entrasse totalmente seco qual seria a vazão de água na saída?

Passo 1

Beleza, vamos lá: o enunciado fala de um torre de lavagem (coluna de enchimento) onde entra ar a 50 °C (bulbo seco) e 20 °C (bulbo úmido), com vazão de 200 kg de ar seco por minuto, e entra água líquida a 50 kg/min. O ar sai saturado a 40 °C. A gente quer a vazão de água que sai junto com o ar na saída. Depois, repete o exercício supondo que o ar entrante é totalmente seco.
Conteúdo: psicrometria, mais exatamente balanço de massa de água e cálculo de razão de mistura (humidade absoluta) usando pressão de saturação. Precisamos das fórmulas de razão de mistura
W = 0.622 ,pvp - pv
e das pressões de saturação a 20 °C e 40 °C.

Passo 2

Calcular a razão de mistura de entrada W1 = 0.622 ,pv,20p - pv,20 = 0.622,2.339101.3 - 2.339 approx 0.0147;kgH2O/kgar seco usando a temperatura de bulbo úmido (20 °C).
  1. Pressão de saturação a 20 °C: .
  2. Pressão atmosférica .
  3. Fórmula:

Passo 3

Calcular a razão de mistura de saída W2 = 0.622 ,pv,40p - pv,40 = 0.622,7.384101.3 - 7.384 approx 0.0489;kgH2O/kgar seco no estado saturado a 40 °C.
  1. Pressão de saturação a 40 °C: .
  2. Mesma pressão atmosférica.
  3. Fórmula:

Passo 4

Balanço de massa de água: a água retirada do tanque é usada para umedecer o ar.
  1. Ganho de água pelo ar: dot mágua, out = 50 - 6.84 = 43.16;kg/min .
  2. Vazão de ar seco: 200 kg/min → água absorvida = .
  3. Como entraram 50 kg/min de água, a que sai é
á

Passo 5

Caso o ar chegasse totalmente seco ( ):
  1. Ganho de água = .
  2. Absorção = .
  3. Água de saída = .

Resposta

Vazão de água na saída com ar úmido inicial: 43.16 kg/min.
Se o ar entrasse totalmente seco: 40.22 kg/min.

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