Uma dada quantidade de ar inicialmente a 52 ∘ C , 1 atm e 10 % de umidade relativa é resfriada a pressāo constante até 15 ∘ C . Utilizando a carta psicrométrica, determine se a condensaçāo acontcce. Se sim. estime a quantidade đe água condensada, c m k g por k g de ar seco. Se nảo houver condensação, determine a umidade relativa no estado final.

Passo 1

Conhecido: Os dados operacionais em estado estacionário são fornecidos para um sistema de ar condicionado como mostrado em fig 2.11.

ENCONTRAR: Determine (a) a energia removida pelo calor transitar no reator do desumidificador, entons, (b) a energia adicionada pela transferência de calor na seção de aquecimento, mikW

Esquemas e dados fornecidos

Passo 2

PREMISSAS: (1) O volume de controle mostrado na figura está no estado atual. (2) Para o volume de controle, Q cv = 0, ωc = 0 e os efeitos cinóticos / potenciais de variação são desprezíveis. (3) p = latim em toda a extensão. (4) A + (2), ϕ = 100%. Em (4) o condensado está saturado em T2. (5) O ar úmido é modelado como um misto de identidade.

Passo 3

ω 1 = . 622 P 11 P - p 1 ] - w 1 = . 622 ϕ 1 P 81 p 1 - ϕ 1 P 8 = ( 0.622 ) ( 0.8 ) ( 0.03333 ) 1.01325 - 6.8 ) ( 0.03363 ) = 0.017  

ω 3 = ( 0.622 ) ( 0.5 × 0.03363 ) 1.01325 - - ( 0.5 ) ( 0.05363 ) = 0.0105

Uma vez que a mistura é saturada w 2 = ω 3 ,

P g 2 = ω 2 P m 2 + 0 + 622 = 0.0105 - 7 ( 1.01721 ) 0.0105 + 0.622 = 0.0168   b a r   ⇒ T 2 ≅ 15 ∘ C

m ˙ a = ( A V ) 1 v 2 = ( A v ) 1 P a ∣ R _ μ α T 1 = 0.47 m 3 / s ( 0.9863 × 10 5 N / m 2 ) 8314 28.97 n . k s ⋅ 1 c ( 299 k ) = 0.54 k g ( a ) s

(a) a taxa do balanço de energia para o volume central

0 = Q ˙ c v + m a a ⁡ h a 1 + ω 1 h g 1 - m a h a 2 + ω 2 h g 2 - m 4 h f 4

A massa da água dá m ˙ 11 = m i v 2 + m i n ⇒ m i n = m i n 1   - m v 2

= m i a ⁡ ω 1 - ω 2

Portanto

Q c v = m i a ⁡ h A 2 - h a 1 + ω 2 h g 2 - w 1 h g 1 + ω 1 - ω 2 h f 4

Com dados da tabela A 2, A 22

Q ˙ c v = ( 0.54 k g ( a ) ) [ ( 288.2 - 299.2 ) + 0.0105 ( 2528.9 ) - 0.017 ( 2549 )

+ ( 0.017 - 0.0105 ) ( 62.99 ) ] k J k g ⁡ ( a )

Isso é

Q ˙ c y   = 0.54 [ - 11 + 26.55 - 43.33 + 0.41 ] =

= - 14.78 k J s

Então

c ˙ τ = - 14.78 k J s 1 t o n 211 k J / m i n 60 m i n I n n = - 4.2   t o n s

(b) a taxa de balanço da energia para controle de volume

Q ˙ e v = m i a ⁡ h a 3 - h Q 2 + ω h g 3 - h g 2

= 0.54 k g ( a ) s ( a ) [ ( 299.2 - 288.2 ) + 0.0105 [ 2549 - 2578.9 ] ] k J k g ⁡ ( 0 )

= ( 0.54 ) [ 11 + 0.21 J k J s 1 k ω ∣ k - 1 s

= 6.05 k W

Resposta

= 6.05 k W

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