Lista - Umidificação do Ar - 2023-2

a) Determinando as umidades absolutas de cada ar pelo diagrama psicrométrico: T A=25℃ ε=50% V A=350m 3 T B=35℃ T WB=20℃ V B=150m 3 Fazendo o balanço de massa para o ar seco: mm=mA+mB mm= V A V H 1 + V B V H 2 W A=0,010 kgagua kgar seco W B=0,009 kgagua kgar seco Calculando VH1 e VH2: V H= 0,0224∗P0 P ∗T T 0 ∗( 1 M ar + W M água)∗10 3 V H 1= 0,0224∗760 760 ∗298 273 ∗( 1 29 + 0,010 18 )∗10 3 V H 1=0,857 m 3ar úmido kgde ar seco V H 2= 0,0224∗760 760 ∗308 273 ∗( 1 29 + 0,009 18 )∗10 3 V H 2=0,884 m 3ar úmido kgde ar seco Dessa forma, pode-se calcular a massa de ar na mistura: mm= 350 0,857 + 150 0,884 mm=578,08kg Fazendo o balanço de massa para água: W m∗mm=mA∗W A+mB∗W B W W∗578,08=( 350 0,857)∗0,010+( 150 0,884)∗0,009 W W=0,0097 kgágua kgde ar seco b) Determinando a temperatura da mistura: mm∗T m=mA∗T A+mB∗T B 578,08∗T m=( 350 0,857)∗25+( 150 0,884)∗35 T m=23,25℃ c) CSA Determinando a umidade absoluta do ar no estado final, cujo valor é o mesmo da saída da câmara de saturação: ε=90% TGS TG E EI W m=0,0097 T m=23,25℃ E F T F=50℃ ε=4 0% W m W m W F W F Dessa forma, com o valor da umidade absoluta e a umidade relativa da saída da câmara de saturação, pode-se determinar o valor da temperatura pela carta psicrométrica: TGS=34 ,5℃ d) Para se determinar a temperatura de entrada na câmara de saturação, deve-se seguir a linha adiabática do ponto de saturação (ε=100%eW F) até o cruzamento com a linha de Wm. Neste ponto, pode-se aferir o valor da temperatura. W F=0,032 kgagua kgar seco TGS=34 ,5℃ T s=33,7℃ TGE=85℃ e) Determinando o NUT: NUT=ln( TGE−T s TGS−T s)=ln( 85−33,7 34 ,5−33,7) NUT=4 ,16 f) Calculando a vazão volumétrica no estado final: Q1 V H 1 = Q2 V H 2 3500 0,857 = Q2 0,884 W m=0,0097 kgagua kgar seco TGE=85℃ Q2=3610,27 m 3/h g) Calculando o calor total fornecido ao processo: q=mB1∗[C sm∗(TGE−T m)+C s F∗(T F−TGS)] Determinando os calores de vaporização pelo gráfico: C sm=0,285kcal/kg℃ C s F=0,255kcal/kg℃ Substituindo: q= 3500 0,857∗[0,285∗(85−23,25)+0,255∗(50−34 ,5)] q=88015,61kcal/h W F=0,032 kgagua kgar secoW m=0,0097 kgagua kgar seco TEMA: UMIDIFICAÇÃO/DESUMIDIFICAÇÃO Misturam-se 350 m³ de ar úmido a 25°C e umidade relativa de 50% com 150 m³ (denominado ar A) de um outro ar úmido a 35°C e uma temperatura úmida de 20°C (denominado ar B). O ar resultante entra num sistema de acondicionamento de ar composto por um trocador de calor seguido de uma câmara de saturação adiabática e seguido novamente por outro trocador de calor até atingir uma temperatura de 50°C e uma umidade relativa de 40%. O ar sai da câmara de saturação com uma umidade relativa de 90%. Determine: a) A umidade absoluta do ar resultante das misturas das correntes A e B; b) A temperatura do ar resultante das misturas das correntes A e B; c) A temperatura de saída do ar resultante da câmara de saturação (TGS); d) A temperatura de entrada do ar resultante na câmara de saturação (TGE); e) NUT (Número de Unidades de Transferência) f) A vazão volumétrica do ar no estado final, sabendo que a vazão volumétrica do ar no estado inicial é de 3.500 m³/h; g) O calor total fornecido ao processo.