Ar entra em uma seção de aquecimento a
e
de umidade relativa a uma taxa de
e sai a
. Determine (a) a taxa de transferência de calor na seção de aquecimento e (b) a umidade relativa do ar na saída. Respostas: (a)
(b)
.
Passo 1
O ar entra a
kPa,
,
e vazão volumétrica
,
/min, e sai a
. Precisamos calcular (a) a taxa de calor
na seção de aquecimento usando balanço de energia sobre a massa de ar seco, e (b) a umidade relativa de saída
. Para isso usaremos:
. Determinar a razão de mistura
(kg vapor/kg ar seco) a partir de
e pressões de saturação.
. Calcular a vazão mássica de ar seco
usando o volume específico do ar úmido e
.
. Avaliar as entalpias específicas de entrada e saída do ar úmido.
. Aplicar
.
. Calcular
.
Passo 2
Calcular a razão de mistura
na entrada. A pressão de vapor parcial é
Então
Passo 3
Determinar a vazão mássica de ar seco
. Primeiro o volume específico do ar úmido na entrada:
Numericamente
Assim
Passo 4
Calcular entalpias do ar úmido por kg de ar seco. Adotando
com ,
,
.
Na entrada ( ):
com
Na entrada (
Na saída (
, mesmo
):
Passo 5
Aplicar o balanço de energia para obter
:
Passo 6
Determinar
. A pressão de vapor não muda (nenhum vapor condensa ou entra), logo
Resposta
(a)
(b)
(b)