Um espaço será mantido a 75 F (TBS) e 50 % de umidade relativa, com um ganho de calor sensível de 82000 Btu / h e um ganho de umidade de 12.8 lbm / h. A entalpia média é hw=1100 Btu / LBV. A pressão barométrica é 14.696 psia. O ar é fornecido ao espaço a 58 F (TBS). Determine :
(a) O ponto de orvalho e a TBU termodinâmica do ar de suprimento
(b) A vazão de ar de suprimento em ft^3 / min

Passo 1

O enunciado diz:
– Um recinto mantém 75 °F (bulbo seco) e 50 % de UR.
– Há ganho sensível de 82 000 Btu/h e ganho de umidade de 12,8 lbₘ/h.
– A entalpia latente da água é ,Btu/lbᵥ.
– Pressão barométrica 14,696 psia.
– O ar de suprimento entra a 58 °F (bulbo seco).
Conteúdo: psicrometria (equilíbrio de massa de umidade e energia).
O que vamos precisar:
  1. Calcular a razão de umidade e entalpia do ar interno;
  2. Escrever balanço de massa de vapor e de energia para achar a razão de umidade do suprimento e o fluxo de ar seco ;
  3. Com determinar ponto de orvalho e bulbo úmido (termodinâmico);
  4. Converter em .

Passo 2

Calcular a razão de umidade e entalpia do ar interno (75 °F, 50 % UR):
  1. Tensão de vapor de saturação a 75 °F (tabela)
Psat,iapprox0,3564;psia
  1. Tensão de vapor real
Pv,i = 0,50,Psat,i = 0,1782;psia
  1. Razão de umidade
wi = 0,622,Pv,iPatm-Pv,i =0,622,0,178214,696-0,1782 approx0,00764;lbvlba
  1. Entalpia do ar interno
hi = cpa,Ti + wil(hw + cpv,Tir) =0,24cdot75 + 0,00764l(1100 + 0,24cdot75r) approx26,54;Btulba

Passo 3

Definir incógnitas e balanços:
dot ma,(wi - ws) ;=; 12,8;l[tfraclbvhr] tag1 = vazão mássica de ar seco [lbₐ/h]
dot ma,(hi - hs) ;=; 82,000 + 12,8cdot1100 =82,000 +14,080 =96,080;l[tfracBtuhr] tag2 = razão de umidade do ar de suprimento
Balanço de umidade (estado estacionário):
hs = cpa,Ts ;+; wsl(hw + cpv,Tsr) =0,24cdot58 ;+; wsl(1100 +0,24cdot58r) =13,92 + 1,113,92,ws
Balanço de energia total (sensible + latent):
onde

Passo 4

Resolver o sistema (1)&(2):
  1. Da (1): 12,80,00764 - wsl[,26,54 - (13,92 +1113,92,ws)r] =96,080 .
  2. Sub na (2):
ws approx 0,00701e dot ma approx 20,340;lbah
Simplificando e resolvendo (por cálculo ou iteração) obtém-se

Passo 5

Ponto de orvalho do suprimento:
Pv,s = ws,Patm0,622 + ws = 0,00701cdot14,6960,62901 approx0,1638;psia
Na tabela de pressão de saturação → .

Passo 6

Bulbo úmido (termodinâmico) do suprimento:
sabemos
hs = 13,92 + 1,113,92,ws approx21,73;tfracBtulba
vamos achar hs = 0,24,Twb + wsat(Twb)l(1100 +0,24,Twbr) tal que
Twb,sapprox52,5,°!F
Iterando com valores de (usando a curva ) chega-se a

Passo 7

Converter vs = 0,3704,TR,sPd,s,(1+ws) onde;TR,s=58+459,67=517,67,°!R,; Pd,s=14,696-0,1638 em vsapprox13,29;ft^3lba ;Longrightarrow; dot V = 20,340;tfraclbah;times;13,29;tfracft^3lba 60 approx4,504;tfracft^3min . Específico do ar de suprimento:
Calcula-se

Resposta

(a) Ponto de orvalho do ar de suprimento e bulbo úmido termodinâmico .
(b) Vazão de ar de suprimento .

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