Conforme a metodologia sugerida em sala de aula resolver e analisar as questões: (20 %) Um sistema de ar condicionado é dimensionado para retirar
de calor de uma sala elétrica, devendo operar nas seguintes condições: Temperatura interna de
, umidade relativa de
; Temperatura de insuflamento TBS de
; TBU de
. Determinar o que se pede e analisar os resultados:
a) A vazão de ar necessária, em
a) A vazão de ar necessária, em
Passo 1
E aí, beleza? O exercício diz que temos um ar-condicionado que retira 10 kW da sala (só calor sensível), com ar interno a 25 °C e insuflamento a 15 °C. A umidade e a temperatura de retorno (10 °C) a gente nem vai usar porque só cuidamos da parte sensível. O que cai aqui é um problema de transferência de calor: precisamos da vazão volumétrica de ar (m³/h) que, passando com essa diferença de temperatura, leva embora os 10 kW. Para isso vamos usar:
- Q = potência térmica (10 kW)
- Q = ṁ · cₚ · ΔT
- ṁ = ρ · V̇
Passo 2
Teoria na prática:
Quando o ar troca só calor sensível, usamos
Quando o ar troca só calor sensível, usamos
onde
• é em watts (W)
• é a vazão mássica (kg/s)
• é o calor específico do ar (≈1,005 kJ/kg·K)
• é a diferença entre 25 °C e 15 °C (ou seja, 10 K)
•
•
•
•
E como a gente quer vazão volumétrica
(m³/s), liga a vazão mássica à volumétrica:
com
≈ 1,2 kg/m³ (densidade do ar nas condições médias).
Passo 3
Isolando
(vazão volumétrica) na equação de calor:
Passo 4
Vamos preencher com os números:
•
•
•
•
•
•
•
•
Então
Passo 5
Aí convertemos m³/s para m³/h multiplicando por 3600:
Resposta
A vazão de ar necessária é aproximadamente 3 000 m³/h.