As condições de projeto para a cidade A é de 35 C (TBS) e 25 C (TBU). Para a cidade B, as condições de projeto são 39 C (TBS) e 18 C (TBU). Qual será a menor temperatura do ar que poderá ser obtida por resfriamento evaporativo para as condições de projeto anteriores para cada uma das cidades.
Passo 1
Beleza, o exercício diz o seguinte:
- Para a cidade A, a temperatura de bulbo seco (TBS) é 35 °C e a de bulbo úmido (TBU) é 25 °C.
- Para a cidade B, TBS = 39 °C e TBU = 18 °C.
O que a questão quer saber é “qual é a menor temperatura do ar (bulbo seco) que se consegue por resfriamento evaporativo” nessas condições.
Conteúdo envolvido: resfriamento evaporativo (processo de saturação adiabática) e o conceito de temperatura de bulbo úmido.
Passo 2
Teoria básica:
No resfriamento evaporativo ideal (saturação adiabática), o ar entra quente e, ao passar por um meio onde evapora água sem trocar calor com o ambiente externo, sua entalpia total se mantém constante. O ponto final desse processo é quando o ar sai saturado (umidade relativa 100 %) e, surpreendentemente, a sua temperatura de bulbo seco cai exatamente até o valor da sua temperatura de bulbo úmido de entrada.
No resfriamento evaporativo ideal (saturação adiabática), o ar entra quente e, ao passar por um meio onde evapora água sem trocar calor com o ambiente externo, sua entalpia total se mantém constante. O ponto final desse processo é quando o ar sai saturado (umidade relativa 100 %) e, surpreendentemente, a sua temperatura de bulbo seco cai exatamente até o valor da sua temperatura de bulbo úmido de entrada.
Por que isso acontece?
- Temperatura de bulbo úmido (TBU) é, por definição, a temperatura que o ar atinge se você evaporar água nele sem dar nem tirar calor (ou seja, entalpia constante).
- No resfriamento evaporativo ideal, a gente faz exatamente isso: evapora água sem trocar calor com o meio.
Logo, no melhor caso, a temperatura final do ar (TBS_final) é igual à TBU inicial:
Passo 3
Aplicando isso às cidades:
- Cidade A: a TBU era 25 °C, então o menor TBS que dá para chegar é 25 °C.
- Cidade B: a TBU era 18 °C, então o menor TBS que dá para chegar é 18 °C.
Resposta
Cidade A: 25 °C
Cidade B: 18 °C
Cidade B: 18 °C