Enunciado

Considere ar atmosférico nos seguintes estados: (1) T b s = 35 ° C , T b u = 18 ° C e (2) T b s = 26,5 ° C e φ = 60 % . Proponha um conjunto de operações, que ocorram em regime permanente, para transformar a mistura no estado 1 naquela do estado 2 e vice-versa. Determine as umidades, absoluta e relativa, no estado 1, o ponto de orvalho no estado 2 e a transferência de calor, por quilograma de ar seco, em cada componente dos sistemas propostos.

Passo 1

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Se ajeita ai e vamos lá!

Começamos nosso problema analisando nosso sistema, e pela Carta Psicrométrica localizada no Apêndice E.4 obtemos algumas de suas propriedades com base nos dados fornecidos pelo enunciado:

Estágio 1:

w 1 = 0,006   k J / k g

h 1 = 70,5   k J / k g

φ 1 = 18 %

T 1 o r v a l h o = 6,5 ° C

h 1 o r v a l h o = 42   k J / k g

Estágio 2:

w 2 = 0,0 13   k J / k g

h 2 = 79,4   k J / k g

φ 2 = 60 %

T 2 o r v a l h o = 18 ° C

h 2 o r v a l h o = 71   k J / k g

Sabendo que w 2 > w 1 , a água deve ser adicionada do processo I ao II e removida do processo II ao I. Desse modo, a água só pode ser removida por resfriamento abaixo da temperatura de ponto de orvalho.

Passo 2

Seguindo a nossa questão, temos que determinar a transferência de calor, por quilograma de ar seco, em cada componente dos sistemas propostos.

De I para II:

q 12 = h 2 - h 2 o r v a l h o

q 12 = 79,4 - 71

q 12 = 8,4   k J / k g

De II para I (resfriamento):

q 21 = h 2 - h 1 o r v a l h o - w 2 - w 1 ⋅ h l T 1 o r v a l h o

Sendo:

h l 6,5 ° C = 27,3 k J / k g

Então:

q 21 = 79,4 - 42 - 0,013 - 0,006 ⋅ 27,3

q 21 = 36,8   k J / k g

Troca de calor total do sistema:

q H = h 1 - h 1 o r v a l h o

q H = 70,5 - 42

q H = 28,5   k J / k g

E terminamos!

Até a próxima questão!

Resposta

φ 1 = 18 %

φ 2 = 60 %

T 2 o r v a l h o = 18 ° C

q 12 = 8,4   k J / k g

q 21 = 36,8   k J / k g

q H = 28,5   k J / k g

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