Você foi encarregado de reprojetar uma torre de resfriamento que tern um soprador de ar com capacidade de
de ar úmido. O ar úmido entra a
e com uma temperatura de bulbo úmido de
. O ar sai a
e com temperatura de bulbo úmido de
. Quanta água pode ser resfriada em libras por hora sabendo-se que a água é alimentada a
, devendo deixar a torre a
e que não é recirculada?
Passo 1
O enunciado pede a vazão mássica de água (em libras por hora) que pode ser resfriada em uma torre de resfriamento, usando ar úmido que entra a
, bulbo úmido
e sai a
, bulbo úmido
. A água entra a
e sai a
, sem recirculação.
Conteúdos necessários: balanço de massa de ar e água, propriedades psicrométricas (razão de mistura e entalpia do ar) e balanço de energia.
Conteúdos necessários: balanço de massa de ar e água, propriedades psicrométricas (razão de mistura e entalpia do ar) e balanço de energia.
Passo 2
Calcular a vazão mássica de ar seco.
A vazão volumétrica é . A densidade aproximada do ar úmido (próxima da do ar seco) é
A vazão volumétrica é
Logo, a vazão mássica de ar seco é
Passo 3
Determinar as razões de mistura
e
(libras de vapor por libra de ar seco) nos pontos de entrada e saída do ar.
Usando dados psicrométricos ou fórmula aproximada, obtemos:
Usando dados psicrométricos ou fórmula aproximada, obtemos:
Passo 4
Calcular as entalpias específicas do ar úmido nos estados
e
, usando
Para o ponto
(
,
):
Para o ponto
(
,
):
Passo 5
Calcular o calor ganho pelo ar:
Passo 6
Fazer balanço de energia na água. A água é resfriada de
a
, com
. Então, para cada libra de água resfriada, retira-se
Igualando o calor retirado da água ao calor ganho pelo ar:
logo
Resposta
A vazão de água resfriada é aproximadamente
libras por hora.