O ar dentro de um prédio deve ser mantido a 25 ^circ C e 55 % de umidade relativa fazendo passar o ar externo por um pulverizador de água. O ar entra na câmara de pulverização a 32 ^circ C e 70 % de umidade relativa, sai resfriado e saturado com vapor
de água, e é depois reaquecido até 25^circ C. Estime a temperatura do ar que sai da câmara e a água (kg) adicionada ou removida (especifique qual) por quilograma de ar seco processado. Considere a pressão atmosférica igual a 760 mmHg .

Passo 1

Beleza, vamos lá. O enunciado diz que ar externo a 32 °C e 70 % UR passa por um pulverizador de água (adiabatica­mente saturador), sai resfriado e saturado (100 % UR) a uma temperatura que a gente não conhece ainda, e depois esse ar saturado é reaquecido até 25 °C (para uso no edifício).
Conteúdo: psicrometria básica – razão de mistura (w), entalpia do ar úmido (h), balanço de massa e energia num saturador adiabático.
O que vamos precisar:
• Tabelar ou achar a pressão de saturação da água .
• Calcular a razão de mistura inicial .
• Calcular a entalpia inicial .
• Montar o balanço adiabático: .
• Expressar em função de e resolver por tentativa (iterativo).
• Enfim, achar e a água evaporada .

Passo 2

Calcular a razão de mistura na entrada (estado 1):
w1 ;=; 0,622;pv1P - pv1, pv1 = phi1,psat(32^circ C)
A 32 °C, pv1=0,70times4,76=3,332;kPa, w1=0,622;3,332101,325-3,332approx0,02117;kg/kgda kPa. Como :

Passo 3

Calcular a entalpia do ar úmido na entrada (em kJ/kg de ar seco):
h1 = cpa,T1 ;+; w1l[hfg + cpv,T1r],
com h1 =1,005cdot32 +0,02117l[2501+1,86cdot32r] ;approx;32,16 +0,02117cdot2560,5 ;approx;86,36;kJ/kgda , , ,kJ/kg e ,°C:

Passo 4

No saturador adiabático (sem trocas de calor com o meio externo), vale
h2 = h1 = 86,36;kJ/kgda
Como o ar sai saturado a h2(T2)=cpa,T2 ;+; wsat(T2)l[hfg+cpv,T2r], , sua entalpia é
wsat(T2)=0,622;psat(T2)P - psat(T2)
onde
Basta achar tal que .

Passo 5

Iterando (ou fazendo tabela) encontra-se:
– Para T2 approx 27,3^circ C , .
– Para , .
Interpolando para dá aproximadamente

Passo 6

Agora calculamos w2=0,622;3,63101,325-3,63 approx0,02307;kg/kgda .
A De, ,kPa,
A massa de água efetivamente evaporada (adicionada ao ar) por kg de ar seco é

Resposta

Temperatura de saída da câmara de pulverização:
boxedT2approx27,3^circ C
Água adicionada (evaporada) por kg de ar seco:
boxed0,00190;kg,H2O,/,kgar seco

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