Lista 2

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INSTITUTO DE TECNOLOGIA 
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA 
Climatização de Ambiente Construído – 2°. Semestre de 2023. 
Prof. Eraldo Cruz dos Santos, Dr. Eng. 
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
SEGUNDA LISTA DE EXERCÍCIOS (Tipo 1 – Equipe 4). 
 
1 Conforme a metodologia sugerida em sala de aula resolver e analisar as questões: (20 %) 
1.1 O ar saturado que sai da seção de resfriamento de um sistema de condicionamento de ar a 
temperatura de 14 (°C) e com vazão de 65 (m3/min) é misturado adiabaticamente com ar 
externo a 32 (°C) e umidade relativa de 60 (%), cuja corrente possui vazão de 28,5 (m3/min). 
Assumindo uma pressão de 1,0 (atm), determinar a umidade absoluta, a umidade relativa, a 
temperatura de bulbo seco e a vazão volumétrica da mistura e comentar os resultados. 
 
1.2 Em um sistema de ar condicionado sai ar da zona de arrefecimento saturado, a 18 (ºC) e com 
uma vazão de 75 (m3/min). Este é misturado adiabaticamente com 40 (m3/min) de ar exterior a 
34 (ºC) e 70 (%) de umidade relativa. Considerando que o processo da mistura ocorre à pressão 
de 1,0 (atm), determine o que se pede para a mistura e comentar os resultados: 
(a) A umidade absoluta; 
(b) A umidade relativa; 
(c) A temperatura de bolbo seco; 
(d) A vazão volumétrica resultante. 
 
1.3 Em uma torre de arrefecimento entra água de 
arrefecimento proveniente do condensador de 
uma central térmica a 35 (ºC), com uma vazão 
mássica de 100 (kg/s). A água é arrefecida na 
torre para 22 (ºC) pelo ar que entra a 1 (atm), 
20 (ºC) e 60 (%) de umidade relativa, saindo 
saturada a 30 (ºC). Desprezando a potência 
fornecida à ventoinha, determinar o que se 
pede e comentar os resultados: 
(a) A vazão volumétrica de ar de entrada na torre; 
(b) A vazão mássica de água de restituição 
exigido. 
 
1.4 Seja o ar nas condições (1) externo TBS = 38 (°C), TBU = 30 (°C), misturado adiabaticamente 
com o ar (2) da sala, nas condições TBS = 27 (°C), TBU = 18 (°C). Se as vazões mássicas de ar 
são �̇�𝒂𝟏 = 910 (g/s) e �̇�𝒂𝟐 = 1.360 (g/s). Determinar as propriedades do ponto de mistura (3) e 
comentar os resultados. 
 
 
 
 
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1.5 Uma mistura de ar-vapor d’água está contida em um reservatório de pressão fechado e rígido, 
com um volume de 35 (m3) a 0,15 (MPa), 120 (°C) e 𝝓 = 10 (%). A mistura é resfriada até que 
sua temperatura seja reduzida a 22 (°C). Determinar a transferência de calor durante o 
processo e comentar o resultado. 
 
1.6 Em uma sala o calor sensível é igual a 18.850 (W) e não há calor latente. A renovação de ar é 
de 60 (%), as condições internas na sala são de 28 (°C) e 60 (%) e as condições externas 2 (°C) 
e 30 (%). Com uma difusão de 7 (°C). Determinar a descarga de ar, as potências e a descarga 
de água e comentar os resultados. 
 
1.7 Uma torre de resfriamento é um 
equipamento no qual ar resfria água 
previamente borrifada. Se 15 (m3/s) de ar 
a 35 (°C) de temperatura de bulbo seco e 
24 (°C) de temperatura de bulbo úmido, a 
uma pressão atmosférica de 101 (kPa), 
adentram em uma torre, deixando-a 
saturado a 31 (°C). Determinar o que se 
pede e comentar os resultados: 
(a) Colocar os pontos no diagrama 
psicrométrico; 
(b) Até que temperatura essa corrente de ar 
pode resfriar água borrifada a 38 (°C) e 
com vazão mássica de 20 (kg/s)? 
(c) Quantos (kg/s) de água devem ser fornecidos para compensar a água que se evapora? 
 
1.8 Uma sala é servida por um sistema de climatização, 
onde a instalação de ar condicionado, cujas condições 
de acordo com ao lado, a serem mantidas são: na 
entrada, tem-se: S, TBS = 29 (°C), TBU = 23 (°C), na 
entrada E, tem-se: TBS = 35 (°C); 𝝓 = 60%, com 
QS = 18.950 (W); QL = 12.650 (W) e na saída da 
serpentina RD 𝝓 = 80%. No sistema são empregados 
30 (%) de ar exterior. Determinar a vazão de ar 
insuflado, as cargas térmicas removidas pelo condicionador e a água retirada pela serpentina 
do ar e comentar os resultados. 
 
 
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1.9 Uma corrente de ar úmido de 0,5 (m3/s) a 34 (°C) - (TBS) e 26 (°C) - (TBU) é misturada 
adiabaticamente com outra de ar úmido de 0,2 (m3/s) a 15 (°C) - (TBS) e 13 (°C) - (TBU). 
Determinar a condição final da mistura e comentar os resultados. 
 
1.10 Vapor saturado a 100 (°C) é injetado a uma taxa de 0,022 (kg/s) em uma corrente de ar com 
vazão mássica de 1,85 (kg/s) e a 32,8 (°C) - TBS, e 15,75 (°C) - TBU, patm = 101,325 (kPa). 
Determinar o estado do ar na saída da corrente e comentar o resultado. 
 
1.11 Em uma indústria de laticínios, no verão, na qual deverá ser usado um equipamento para os 
processos de resfriamento e desumidificação. As condições do ar úmido na tomada de entrada 
são de umidade relativa do ar de 70 (%), 35 (ºC) e 1,0 (atm ≈ 1,01325 bar) de pressão. O ar na 
saída deverá ser saturado a 25 (ºC), portanto, deve-se assumir que a remoção de água do 
resfriamento acontece a 25 (ºC). A vazão de ar úmido é de 35 (m3/min) e escoa em regime 
permanente. Determinar a quantidade de calor no processo. Além disso, pode-se assumir que 
o ar e vapor de água como gases ideais e comentar os resultados. 
 
1.12 A água que saí do condensador de uma central termelétrica a 38 (ºC) entra em uma torre de 
resfriamento com vazão mássica de 4,5 x 107 (kg/h). um fluxo de água resfriada retorna ao 
condensador vindo da torre de resfriamento à temperatura de 30 (ºC) e com a mesma vazão. A 
água de reposição é adicionada em um fluxo separado a 20 (ºC), conforme esquema da figura 
ao lado. O ar atmosférico entra na torre de 
resfriamento a 25 (ºC) e 35 (%) de unidade 
relativa. O ar úmido sai da torre a 35 (ºC)e 
90 (%) de umidade relativa. Determinar as 
vazões mássicas do ar seco e da água de 
reposição, em (kg/h). A torre de 
resfriamento opera em regime permanente, 
tanto a transferência de calor para a 
vizinhança quanto a potência do ventilador 
podem ser desprezadas, como também as 
variações das energias cinética e potencial. 
A pressão permanece constante durante 
todo o processo, sendo igual a 1,0 (atm). 
 
1.13 Dada a instalação mostrada na figura abaixo, sabe-se que um fluxo de massa de ar externo 
(fluxo 1) = 0,78 (kg/s) é misturado com outro fluxo de ar de retorno = 4,55 (kg/s). As condições 
do ar externo (E) ou ponto 1 são: TBS = 32 (C) e umidade relativa  = 60 (%). Já o ar de 
retorno (fluxo 2) apresenta as seguintes condições (iguais ao ar de exaustão, 2”): TBS = 25 (C) 
 
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e  = 50 (%). Sabendo ainda que a carga térmica sensível ambiente = 18,5 (kW) e a carga 
térmica latente = 2,4 (kW). Determinar o que se pede e comentar os resultados: 
(a) A temperatura do ar de insuflamento; 
(b) A capacidade da serpentina de arrefecimento e desumidificação; 
(c) A quantidade de água retirada pela serpentina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.14 Determinar a capacidade de uma serpentina de 
resfriamento para resfriar, ar úmido de um 
ambiente nas condições: TBS = 34 (°C) e φ = 30 (%) 
até 26 (°C). Pede-se também determinar a vazão 
mássica de água fria necessária para realizar este 
resfriamento se a água se aquece de 5 (°C), 
considerando-se uma vazão de ar de 750 (l/s) e 
comentar os resultados. 
 
1.15 Em uma instalação de condicionamento de ar que opera de acordo com o esquema da figura a 
seguir. Determinar o que se pede e comentar os resultados: 
a) A temperatura de bulbo seco e a umidade relativa do ar antesda serpentina de resfriamento e 
desumidificação; 
b) A capacidade de refrigeração total, latente e sensível da serpentina de resfriamento e 
desumidificação; 
c) A massa de ar insuflada nas salas R1 e R2; 
d) A capacidade das resistências elétricas RE-A e RE-A; 
e) As cargas térmicas ambientes sensível, latente e total das salas R1 e R2. 
 
 
AMBIENTE 
CLIMATIZADO
R
E
TO
R
N
O
 
SERPENTINA
DE RESFRIAMENTO E 
DESUMIDIFICAÇÃO VENTILADORAR EXTERNO
EXAUSTÃO
CARGA 
TÉRMICAMISTURA 43
22’‘
1
2’
 
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