Enunciado

Um meio de condicionar o ar de verão (seco e quente) é o resfriamento evaporativo que é um processo similar ao de saturação adiabática em regime permanente. Admita que o ar externo esteja a 35   ° C , 100 kPa e com 30 % de umidade relativa. Qual é a temperatura mínima que pode ser atingida neste processo de resfriamento. Qual é a desvantagem desse processo? Resolva o problema utilizando uma análise baseada na primeira lei da termodinâmica e depois utilizando o diagrama psicrométrico (Fig. E.4).

Passo 1

Meus amigos e minhas amigas!

Para resolvermos o problema, como a questão informa, vamos adotar o processo de saturação adiabática (com ∅ 2 = 1 ), pela primeira lei:

w 1 h v 1 - h f 2 = C P T 2 - T 1 + w 2 h f g 2

Como queremos saber T 2 , vamos isolá-lo.

Passo 2

Com:

P 1 = P 2 = 100   k P a

T 1 = 35   ° C

∅ 1 = 30   %

P v 1 = ∅ 1 P G 1 = 0.30 ∙ 5.628 = 1.6884

w 1 = 0.622 ∙ 1.6884 98.31 = 0.01068

Sendo:

w 1 h v 1 - h f 2 = C P T 2 - T 1 + w 2 h f g 2

Vamos isolar a equação da seguinte forma:

C P T 2 + w 2 h f g 2 + w 1 h f 2 = C P T 1 + w 1 h v 1

Resolvendo apenas o lado direito da equação:

= 1.004 ∙ 35 + 0.01068 ∙ 2565.3

= 62.537

Vamos observar duas situações:

Para T 2 = 20   ° C :

→ P G 2 = 2.339

→ h f 2 = 83.94

→ h f g 2 = 2454.12

w 2 = 0.622 ∙ 2.339 97.661 = 0.0149

Agora, resolvendo o lado esquerdo da equação:

1.004 ∙ 20 + 0.0149 ∙ 2454.1 + 0.01068 ∙ 83.94 = 57.543

Para T 2 = 25   ° C :

→ P G 2 = 3.169

→ h f 2 = 104.87

→ h f g 2 = 24 42.3

w 2 = 0.622 ∙ 3.169 9 6.831 = 0.02036

Agora, resolvendo o lado esquerdo da equação:

1.004 ∙ 2 5 + 0.0 2036 ∙ 24 42.3 + 0.01068 ∙ 104.87 = 75.945

Por interpolação linear:

T 2 = 21.4   ° C

Passo 3

O método diminui a temperatura porém a umidade relativa e absoluta ficam muito altas e resultarão em um condensamento.

Resposta

T 2 = 21.4   ° C

O método diminui a temperatura porém a umidade relativa e absoluta ficam muito altas e resultarão em um condensamento.

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