Processos de Condicionamento de Ar - Lista 2

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Refrigeração, Ar-Condicionado e Ventilação
Lista de Exercícios – Processos de Condicionamento de Ar – Valor: 3,0 pontos
1. Utilizando a carta psicrométrica, determine e apresente:
a) A umidade relativa, a umidade e a entalpia específica da mistura em kJ por kg de ar seco, correspondentes às temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido de 30 e 25ºC, respectivamente;
b) A umidade, a entalpia específica de mistura e a temperatura de bulbo úmido correspondente a uma temperatura de bulbo seco de 30ºC e 60% de umidade relativa;
c) A temperatura do ponto de orvalho correspondente às temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido de 30 e 20ºC, respectivamente.
2. Ar úmido entra em um sistema de condicionamento de ar, conforme ilustrado pela figura, a 26ºC, ( = 80% e com uma vazão volumétrica de 0,47 m3/s. Na saída da seção de aquecimento o ar úmido encontra-se a 26ºC, ( = 50%. Para operação em regime permanente e desprezando os efeitos das energias cinética e potencial, determine:
	a) A taxa de energia removida por transferência de calor na seção do desumidificador, em TR;
b) A taxa de energia adicionada por transferência de calor na seção de aquecimento, em kW.
	
3. Ar a 35ºC, 1 atm e 50% de umidade relativa entra em um desumidificador operando em regime permanente Ar úmido saturado e condensado saem em correntes separadas, a 15ºC, cada uma. Desprezando os efeitos das energias cinética e potencial , determine, utilizando dados de tabela:
a) a transferência de calor do ar úmido, em kJ por kg de ar seco;
b) a quantidade de água condensada em kg por kg de ar seco;
c) verifique suas respostas utilizando dados da carta psicrométrica.
4. Um condicionador de ar operando em regime permanente recebe ar úmido a 28ºC, 1 bar, e 70% de umidade relativa. O ar úmido passa primeiro por uma serpentina refrigerada na unidade do desumidificador e uma parcela do vapor d’água é condensada. A troca de calor entre o ar úmido e a serpentina refrigerada é de 11 TR. Correntes de ar úmido saturado e condensado saem da unidade de desumidificação a uma mesma temperatura. O ar úmido passa então por uma unidade de aquecimento, saindo a 24º, 1 bar, e 40% de umidade relativa. Desprezando os efeitos das energias cinética e potencial, determine:
a) a temperatura do ar úmido que sai da unidade de desumidificação, em ºC;
b) a vazão volumétrica do ar entrando na unidade de condicionamento de ar, em m3/min;
c) a taxa segundo a qual a água condensa, em kg/min;
d) a taxa de troca de calor com o ar que passa através da unidade de aquecimento, em kW.
5. Um sistema de condicionamento de ar consiste em uma seção de atomização seguida de um reaquecedor. Ar úmido a 32ºC e ( = 77% entra no sistema e passa através de um atomizador de água, deixando a seção de atomização resfriado e saturado com água. O ar úmido é então aquecido até 25ºC e ( = 45%. Sem mudança no conteúdo de vapor d’água presente. Para operação em regime permanente, determine:
a) a temperatura do ar úmido que sai da seção de atomização em ºC;
b) a variação na quantidade de vapor d’água contida no ar úmido que passa através do sistema, em kg por kg de ar seco.
6. Ar a 35ºC, 1 bar e 10% de umidade relativa entra em um resfriador evaporativo operando em regime permanente. A vazão volumétrica do ar na entrada é de 50 m3/min. Água líquida a 20ºC entra no resfriador e evapora completamente. Ar úmido sai do resfriador a 25ºC e 1 bar. Supondo não haver troca de calor significativa entre o equipamento e sua vizinhança, determine:
a) a taxa segundo a qual o líquido entra, em kg/min;
b) a umidade relativa na saída.
7. Ar a 30ºC, 1 bar, 50% de umidade relativa entra em uma câmara isolada operando em regime permanente com uma vazão de 3 kg/min e se mistura com uma corrente saturada de ar úmido entrando a 5ºC, 1 bar com uma vazão mássica de 5 kg/min. Uma corrente única misturada sai a 1 bar. Determine a umidade relativa e a temperatura em ºC, da corrente que sai. Despreze os efeitos das energias cinética e potencial.
8. Em um condensador de uma instalação de potência, a energia é descarregada sob a forma de calor a uma taxa de 836 MW para a água de arrefecimento que sai do condensador a 40ºC para o interior da torre de arrefecimento. A água resfriada a 20ºC retorna ao condensador. Ar atmosférico entra na torre a 25ºC, 1 atm e 35% de umidade relativa. Ar úmido sai a 35ºC, 1 atm e 90% de umidade relativa. Água de reposição é fornecida a 20ºC. Para operação em regime permanente, determine a vazão mássica, em kg/s:
a) do ar atmosférico entrando;
b) da água de reposição.