Ar com
e
passa por um trocador de calor onde é aquecido até
, em seguida passa por um equipamento onde sofre um resfriamento adiabático saindo a
. Obter:
o ponto de orvalho do ar na saída do processo
o ponto de orvalho do ar na saída do processo
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pede e qual teoria a gente vai usar.
– Enunciado em poucas palavras:
– Enunciado em poucas palavras:
- Ar entra com temperatura de bulbo seco (t_bs) de 25 °C e bulbo úmido (t_bu) de 20 °C.
- É aquecido até 88 °C (sem ganhar ou perder água).
- Depois sofre um resfriamento adiabático (evaporativo) e sai a 70 °C.
- A tarefa: encontrar o ponto de orvalho (temperatura na qual o vapor começa a condensar) do ar de saída.
– Conteúdo envolvido: psicrometria. A gente vai precisar de:
- Cálculo da razão de umidade (ω) a partir de t_bs e t_bu.
- Cálculo de entalpia do ar úmido:
- Processo de aquecimento a ω constante.
- Resfriamento adiabático (entalpia constante) pra achar nova ω.
- Usar ω final para achar a pressão de saturação correspondente e, daí, o ponto de orvalho.
Agora que já sabemos o que vem pela frente, bora resolver.
Passo 2
Primeiro, calcula a razão de umidade ω₁ na entrada (25 °C seco / 20 °C úmido).
-
A pressão de saturação do vapor d’água (aprox.):
– a 20 °C:
– a 25 °C: -
Constante psicrométrica:
. -
Pressão parcial de vapor real usando t_bu (adiabático):
-
Razão de umidade:
Passo 3
Agora a gente calcula a entalpia do ar úmido na entrada:
Usamos
Usamos
com
,
,
.
Na entrada (t=25 °C, ω₁=0,01256):
Passo 4
Passa no trocador de calor até 88 °C, sem trocar umidade, logo ω₂=ω₁.
Passo 5
No resfriamento adiabático (evaporativo), a entalpia não muda:
. A temperatura de bulbo seco cai pra 70 °C, mas fica úmido:
Desse modo,
Passo 6
Último passo: achar o ponto de orvalho. Nele o ar está saturado, então
Substituindo,
Agora, olhando tabela de pressão de saturação:
– a 24 °C: 2,99 kPa
– a 25 °C: 3,17 kPa
– a 25 °C: 3,17 kPa
Logo T_dp ≃24,5 °C.
Resposta
O ponto de orvalho do ar na saída é aproximadamente 24,5 °C.