Processos de Condicionamento de Ar - Lista 1

Prévia do material em texto

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.