Conforme a metodologia sugerida em sala de aula resolver e analisar as questões: (20 %) Em um resfriador evaporativo entra ar a 37,8( ^circ C) e 10(%) de umidade relativa com uma vazão de 141,6(m^3 / min). Vapor de água sai do resfriador a 21,1( ^circ C). água é adicionada a uma almofada encharcada do resfriador com um líquido a 21,1( ^circ C) e evapora totalmente no ar úmido. Não há transferência de calor para a vizinhança, e a pressão se mantém constante durante todo processo. Nestas condições determinar o que se pede e comentar os resultados:
b) A umidade relativa do ar na saída do resfriador evaporativo.

Passo 1

Então, o que temos aqui é um resfriador evaporativo (matéria: psicrometria básica).
Entra ar seco a 37,8 °C e 10 % de UR (umidade relativa), sai ar a 21,1 °C e passa por uma almofada encharcada onde a água a 21,1 °C evapora totalmente no ar. Processo sem transferência de calor para fora e à pressão constante.
O que vamos precisar:
  • Definição de umidade relativa: phi=pvpv,sat(T),
  • Entender que, num resfriador evaporativo ideal, o ar sai praticamente saturado (equilíbrio com a camada de água).

Passo 2

Lembrete da teoria:
  1. O vapor de água presente no ar exerce uma pressão parcial pv.
  2. A pressão de saturação pv,sat(T) é a pressão máxima que o vapor de água pode exercer a dada temperatura T.
  3. A umidade relativa phi é a razão entre essas pressões:
phi=pvpv,sat(T),
Se o ar estiver saturado, pv=pv,sat e, portanto, phi=1 (ou 100 %).

Passo 3

No resfriador evaporativo ideal, a água acrescentada evapora até que o ar alcance o equilíbrio de vapor com a superfície líquida a 21,1 °C. Ou seja, a pressão parcial de vapor na saída é exatamente a pressão de saturação à temperatura de saída:
pvl(Trm saídar)=pv,satl(21,1,°!Cr), í

Passo 4

Aplicando a definição de umidade relativa na saída:
$$\phi_{\rm saída}=\frac{p_v}{p_{v,sat}(21{,}1,°!C)}
=\frac{p_{v,sat}(21{,}1,°!C)}{p_{v,sat}(21{,}1,°!C)}=1,. $$

Resposta

A umidade relativa do ar na saída do resfriador evaporativo é 100 %.

Exercícios relacionados