Processos de Condicionamento de Ar - Lista 1

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Lista de Exercícios
Processos de Condicionamento de Ar
1. Ar úmido entra em um duto a 10ºC, 80% de umidade relativa e a uma vazão volumétrica de 150 m3/min. A mistura é aquecida à medida que escoa através do duto e sai a 30ºC. Nenhuma umidade é adicionada ou removida e a pressão da mistura permanece aproximadamente constante em 1 bar. Para operação em regime permanente, determine (a) a taxa de transferência de calor em kJ/min, e (b) a umidade relativa na saída. As variações nas energias cinéticas e potenciais podem ser desprezadas.
	
2. Ar úmido a 30ºC e 50% de umidade relativa é admitido em um desumidificador operando em regime permanente com uma vazão volumétrica de 280 m3/min. O ar úmido passa ao redor de uma serpentina de resfriamento e o vapor d’água condensa. O condensado deixa o desumidificador em estado saturado correspondente a 10ºC. Ar úmido é descarregado separadamente à mesma temperatura. Não há perda de energia significativa por transferência de calor para a vizinhança e a pressão permanece constante em 1,013 bar. Determine (a) a vazão mássica de ar seco em kg/min, (b) a taxa segundo a qual a água é condensada, em kg por kg de ar seco escoando através do volume de controle e (c) a capacidade de refrigeração necessária, em TR.
	
3. Ar úmido a uma temperatura de 22ºC e uma temperatura de bulbo úmido de 9ºC é admitido em um umidificador com vapor atomizado. A vazão mássica de ar seco é 90 kg/min. Vapor d’água saturado a 110ºC é injetado na mistura a uma taxa de 52 kg/h. Não há transferência de calor para a vizinhança e a pressão é mantida constante em 1 bar. Utilizando a carta psicrométrica, determine na saída do umidificador (a) a umidade e (b) a temperatura em ºC.
	
4. Ar a 38ºC e 10% de umidade relativa entra em um resfriador evaporativo com uma vazão volumétrica de 142 m3/min. Ar úmido sai do resfriador a 21ºC. Água é adicionada ao painel úmido do evaporador na fase líquida a 21ºC e evapora totalmente no ar úmido. Não ocorre troca de calor com a vizinhança e a pressão é constante e igual a 101,325 kPa. Determine (a) a vazão mássica de água a ser fornecida ao painel úmido em kg/h, e (b) a umidade relativa do ar úmido na saída do resfriador evaporativo.
	
5. Uma corrente de ar úmido com uma vazão volumétrica de 142 m3/min a 5ºC e umidade de 0,002 kgv/kga é misturada adiabaticamente com uma segunda corrente de ar úmido com uma vazão volumétrica de 425 m3/min a 24ºC e 50% de umidade relativa. A pressão permanece constante em 1 bar. Determine (a) a umidade e (b) a temperatura da corrente após a mistura em ºC.
	
6. Água saindo do condensador de uma usina termoelétrica a 38ºC entra em uma torre de arrefecimento com uma vazão mássica de 4,5 x 107 kg/h. Uma corrente de água resfriada retorna ao condensador proveniente de uma torre de arrefecimento com uma temperatura de 30 ºC e com a mesma vazão. Água de reposição é adicionada em uma corrente separada a 20ºC. Ar atmosférico entra na torre de arrefecimento a 25ºC e 35% de umidade relativa. Ar úmido deixa a torre a 35ºC e com 90% de umidade relativa. Determine as vazões mássicas de ar seco e de água de reposição, em kg/h. A torre de arrefecimento opera em regime permanente. As trocas de calor com a vizinhança e a potência do ventilador bem como as variações nas energias cinética e potencial podem ser desprezadas. A pressão permanece constante em 1 atm.