O interior de um prédio durante o inverno será mantido a 72 F . O espaço tem um ganho de calor sensível de
durante as horas de ocupação. O ganho de calor latente é desprezível. O espaço será resfriado pela mistura de ar externo com o ar recirculado. O ar será fornecido ao espaço a 55 F . Em um dado dia, o ar externo está saturado a - 10 F . A pressão barométrica é 14.696 psia.
(a) Determine o volume de ar de suprimento requerido
de ar padrão.
(b) Obtenha a porcentagem do ar de suprimento (base mássica) que é ar externo.
(a) Determine o volume de ar de suprimento requerido
(b) Obtenha a porcentagem do ar de suprimento (base mássica) que é ar externo.
Passo 1
Beleza, aqui o que o exercício diz e o que a gente vai usar:
– Espaço interno a 72 °F com ganho de calor sensível de 60 000 Btu/h (latente desprezível).
– Ar de suprimento a 55 °F.
– Ar externo saturado a –10 °F e pressão de 14,696 psia.
Conteúdo: balanço de energia (calor sensível) e balanço de mistura de ar.
O que precisamos:
– Espaço interno a 72 °F com ganho de calor sensível de 60 000 Btu/h (latente desprezível).
– Ar de suprimento a 55 °F.
– Ar externo saturado a –10 °F e pressão de 14,696 psia.
Conteúdo: balanço de energia (calor sensível) e balanço de mistura de ar.
O que precisamos:
- usar
para achar a vazão mássica de ar; - converter essa vazão para pés³/min em condições-padrão usando o volume específico;
- usar a equação de mistura térmica para achar a fração mássica de ar externo.
Passo 2
Calcular a vazão mássica de ar (
) pelo balanço de calor sensível:
onde
Isolando
:
Em lb/min:
Passo 3
Converter para pés³/min em condições-padrão: usa-se o volume específico do ar padrão
(a 14,696 psia e 70 °F).
Então
Então
Passo 4
Calcular a fração mássica de ar externo (
) pela mistura térmica:
Substituindo
Ou seja, cerca de 20,7% de ar externo por massa.
Resposta
(a) 3 270 ft³/min de ar padrão
(b) 20,7% de ar externo (base mássica)
(b) 20,7% de ar externo (base mássica)