Conforme a metodologia sugerida em sala de aula resolver e analisar as questões: (20 %) Um sistema de ar condicionado é dimensionado para retirar 10(kW) de calor de uma sala elétrica, devendo operar nas seguintes condições: Temperatura interna de 25( ^circ C), umidade relativa de 50(%); Temperatura de insuflamento TBS de 15( ^circ C); TBU de 10( ^circ C). Determinar o que se pede e analisar os resultados:
a) A vazão de ar necessária, em (m^3 / h)

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
Q = dotm,cp,De
onde
Q é em watts (W)
dotm é a vazão mássica (kg/s)
cp é o calor específico do ar (≈1,005 kJ/kg·K)
De 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:
dotm = rho,V̇
com rho ≈ 1,2 kg/m³ (densidade do ar nas condições médias).

Passo 3

Isolando (vazão volumétrica) na equação de calor:
Q = (rho,V̇),cp,De

Passo 4

Vamos preencher com os números:
Q = 10,kW = 10,000,W
rho = 1,2,kg/m^3
cp = 1,005,kJ/(kgcdot K) = 1005,J/(kgcdot K)
De
Então
V̇ = 10,0001,2 times 1005 times 10 ;approx;0,829;m^3/s

Passo 5

Aí convertemos m³/s para m³/h multiplicando por 3600:
V̇h = 0,829 times 3600 approx 2985;m^3/h

Resposta

A vazão de ar necessária é aproximadamente 3 000 m³/h.

Exercícios relacionados