Enunciado

A Fig. P 12.98 mostra o esboço de um aquecedor de ar doméstico que opera com uma vazão em massa de ar seco igual a 0,05   k g / s . A temperatura, pressão e umidade relativa do ar na seção de descarga do aquecedor ( 1 )   são iguais a 45   ° C ,   100   k P a   e   10 % . Um aquecedor elétrico pequeno, alimentado com água líquida a 15   ° C , adiciona vapor d'água, a 100   ° C   e   100   k P a , no ar aquecido. O ar condicionado é injetado numa sala   ( 4 )   a 30   ° C e com umidade relativa igual a 60 % . Determine a potência elétrica necessária para operar o aquecedor elétrico e a taxa de transferência de calor no escoamento de mistura entre as seções 1   e   4 .

Passo 1

Oi, tudo bem? Vamos resolver esta questão!

Vamos analisar as cartas psicométricas. Para T 1 = 45   ° C e ϕ 1 = 10 % , temos que:

ω 1 = 0,0056

h - 1 = 79   k J / k g   d e   a r   s e c o

Para T 4 = 30   ° C e ϕ 4 = 6 0 % , temos que:

ω 4 = 0,0 16

h - 4 = 90,5   k J / k g   d e   a r   s e c o

A massa de líquido adicionado será:

m ˙ l i q = m ˙ a ω 4 - ω 1

m ˙ l i q = 0,05 0,016 - 0,0056

m ˙ l i q = 0,00052   k g / s

Passo 2

Da equação da energia, para o aquecedor, teremos:

Q = m ˙ l i q 2676,05 - 62,98

Q = 1,3587   k W

Agora analisando a equação da energia para o fluxo do estado 1 → 4 , temos:

Q 1 → 4 + m ˙ a h - 1 + m ˙ l i q h g = m ˙ a h - 4

Q 1 → 4 = m ˙ a h - 4 - h - 1 - m l i q h l v

Substituindo os valores, temos:

Q 1 → 4 = 0,05 90,5 - 79 - 0,00052 2676,05

Q 1 → 4 = - 0,816   k W

Resposta

Potência do aquecedor: Q = 1,3587   k W .

Fluxo de transferência de calor no processo 1 → 4 : Q 1 → 4 = - 0,816   k W .

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um recipiente rígido e com volume interno de 10m 3 contém ar úmido a 45 ° C , 100k P a e com umidade relativa de 40 % . O recipiente é resfriado até que a temperatura da mistura atinja 5 ° C . Desprez
Considere o ar e o nitrogênio presentes no ar atmosférico. Estes gases apresentam alguma propriedade termodinâmica com valor idêntico?
Um escoamento de ar úmido a 40° C e com 50% de umidade relativa ( e s t a d o1 ) é resfriada até que a temperatura atinja 16° C ( e s t a d o2 ) . A vazão de ar seco neste escoamento é 0,2k g / s . O
Um tanque está dividido em duas regiões por um diafragma. A região A contém 1k g de água e a B contém 1,2k g de ar. As temperaturas e as pressões, nas duas regiões, são iguais a 20° C e 100k P a . O d
Uma câmara de mistura adiabática opera em regime permanente e a 150k P a . A câmara é alimentada com 2k g / s de oxigênio a 340K , 4k g / s de nitrogênio a 280K e 3k g / s de dióxido de carbono a 310K