Uma torre de resfriamento de circulação forçada opera em uma central termelétrica, sendo utilizada para redução da temperatura da água que circula no condensador existente na planta. A água de resfriamento entra na torre a
e sai a
, com uma vazão de
. Ar atmosférico entra na torre a
, 1 atm e
de umidade relativa, saindo a
e
de umidade relativa. A água de reposição está disponível para a torre a
.
Hipóteses: (1) Regime permanente (2)A torre de resfriamento é adiabática (3) Ar seco pode ser modelado como gás ideal (4) Não são consideradas variações de energia cinética e potencial.
Determine:
a) A umidade absoluta do ar que entra da torre ( kg vapor/kg ar seco).
Hipóteses: (1) Regime permanente (2)A torre de resfriamento é adiabática (3) Ar seco pode ser modelado como gás ideal (4) Não são consideradas variações de energia cinética e potencial.
Determine:
a) A umidade absoluta do ar que entra da torre ( kg vapor/kg ar seco).
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pediu. A gente tem ar entrando na torre a 22 °C, 1 atm e 60 % de umidade relativa, e quer saber a umidade absoluta desse ar (ou seja, quantos kg de vapor d’água tem para cada kg de ar seco). O conteúdo da matéria é psicrometria básica: uso da pressão de vapor de saturação, umidade relativa e a fórmula da razão de mistura (ou umidade absoluta). Vamos precisar:
- Tabela ou fórmula para encontrar a pressão de saturação d’água a 22 °C.
- A definição de umidade absoluta (razão de mistura)
- Converter tudo em consistentemente em kPa e kg.
Passo 2
Primeiro, lembrar a fórmula da umidade absoluta
(também chamada razão de mistura), válida quando o ar seco é ideal:
onde
-
é a pressão total do ar (1 atm ≃ 101{,}325 kPa), -
é a pressão parcial de vapor d’água no ar.
Passo 3
A pressão parcial
vem de
com
(umidade relativa) e
obtido de tabela de vapor d’água. Para 22 °C, tipicamente
Então
Passo 4
Agora é só encaixar na definição de
:
Resposta
A umidade absoluta do ar que entra na torre é