Trabalho Dirigido
Em um secador de grãos contra-corrente, a corrente de ar úmido que deixa a seção de resfriamento
de temperatura de bulbo seco e
de temperatura de bulbo úmido) é misturada com ar ambiente (
,
de temperatura de bulbo seco e
de temperatura de bulbo úmido) antes que a mistura seja direcionada ao queimador. Determine as temperaturas de bulbo seco e de bulbo úmido da mistura antes de chegar ao queimador.
Passo 1
O enunciado pede para misturar duas correntes de ar úmido em contracorrente e determinar, na mistura, as temperaturas de bulbo seco (
) e de bulbo úmido (
). O conteúdo que vamos usar é o balanço de massa de vapor d’água (para obter a razão de mistura
) e o balanço de energia (para obter a entalpia específica
), seguido da relação termodinâmica do ar úmido que liga
,
e
, e finalmente a definição de
em função da pressão de saturação para obter
.
Passo 2
Balanceamento da água e do ar seco. Seja corrente
o ar que sai da secção de resfriamento e corrente
o ar ambiente. As vazões volumétricas são iguais (
), mas as densidades diferem com a temperatura. Aproximando o ar como ideal,
temos
Assim as vazões mássicas são
Assim as vazões mássicas são
A partir das temperaturas de bulbo úmido (
,
) e da pressão de saturação, calculamos as razões de mistura
onde
e
. Logo
A razão de mistura da corrente mista vem de
Passo 3
Balanço de energia (entalpia). A entalpia específica do ar úmido é
onde
,
e
. Calculando para cada corrente:
Então
Passo 4
Determinação de
. Da relação
segue-se
Passo 5
Determinação de
. A partir de
e da definição
calculamos
, que corresponde a cerca de
num diagrama de pressão de saturação.