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Problema 4 Seja um cinema com as dimensões de 20m x 70m e pé direito igual a 10m. Calcular a vazão de ar externo necessária. Solução: Na base de m3/h por pessoa Recomendações de Ventilação Mecânica da Ordem de Serviço “E” nº 04/75 do Depto. Geral de Edificações. Item 6.1 – 30m3/hora por pessoa. Na falta de informações sobre o nº de pessoas utilizar os valores indicados na Tabela 3.1.5 da NB-10 da ABNT – 0,75m2/pessoa. Área do recinto: 20 x 70 = 1400m2 Nº de pessoas: 1400 = 1867 pessoas 0,75 Vazão de ar necessária: 30 x 1867 = 56010m3/h Na base de remoção de calor sensível produzido pelas pessoas. Utilizando os valores indicados na Tabela 4.2.3 da NB-10 da ABNT Para 28ºC QS = 44kcal/h por pessoa QL = 44 kcal/h por pessoa Considerando uma elevação de temperatura do ambiente = 5ºC, teremos: te = 30ºC 35ºC ar ar externo viciado O calor produzido pelas pessoas será de: QS = 1867 X 44 = 82148 kcal/h Cálculo da massa de ar necessária para absorver este calor: QS = m . c . ( ts - te ) QS = 82148 kcal/h c = calor específico a pressão constante = 0,24 kcal/kg. ºC tS = 35ºC te = 30ºC m = ? ( kg/h ) m = QS = 82148 = 68457 kg/h C . ( ts - te ) 0,24 (35 – 30) Cálculo do volume de ar necessário: PV = nRT . . V = nRT ( 1 ) P onde: n = m m = 68457 kg/h = 68457 x 103g/h MAR MAR = 28,96 g/g – mol R = PVM P = Po = 1 atm = 1033,3 x 10-3 kg*/cm2 nT V = Vo = 22,4 1 = 22400 cm3 M = 1 g/g-mol m = 1 g T = To = 273 + 0 = 273ºK R = 1033,3 x 10-3 (kg*/cm2) x 22400 (cm3) x 1 (g/g-mol) 1 (g) x 273 (ºK) R = 84,78 (kg*) (cm) (g-mol) (ºK) T = 273 + 30 = 300ºK P = 1033,3 x 10-3 kg*/cm2 Substituindo em ( 1 ) V = 68457 x 103 ( g . h-1 ) x 84,87 ( kg* ) ( cm ) x 300 ( ºK ) 28,96 ( g . (g-mol-1 ) ( g-mol ) ( ºK ) x 1033,3 x 10-3 ( kg* . cm-2 ) V = 58246 x 106 cm3/h V = 58246 m3/h = Q Adota-se a vazão de maior valor. Q = 58246 m3/h Problema 5 Calcular a quantidade de ar externo necessário para ventilar uma sala onde se trabalho com benzeno (C6 H6) para limpeza de peças. Condições do recinto: temperatura = 30ºC (86ºF) pressão = 9500 kg*/cm2 (13,51b*/im2) absoluta Consumo de benzeno (C6 H6) = 0,5 kg/h Resolução: CFM = G x 106 x 387 x K nas condições Po = 1 atm = 10333kg*/m2 = 14,7 lb/in2 to = 21ºC (70º F) onde: G = 0,5 kg/h (kg = 2,205 lb) = 0,5 x 2,205 lb = 0,0184lb/min. 60 min. TLV = 25 ppm (ver tabela 3.1.) K = 5 Mc6H6 = 78 lb/lb – mol. CFM = 0,0184 (lb/min) x 106 x 387 (ft3/lb-mol) x 5 25 x 78 (lb/lb-mol) = 0,01826 x 106 ft3/min = 18 260 ft3/min. Correção para as condições: t = 30ºC (86ºF) P = 9500 kg*/m2 (13,5 lb*/in2) Po = 14,7 lb*/in2) P1 = 13,5 lb*/in2 To = 273 + 70 = 343ºR T1 = 243 + 86 = 359ºR Vo = 18260 ft3/min V1 = ? Po Vo = P1 V1 . . V1 = Po Vo T1 To T1 P1 To V1 = 14,7 x 18260 x 359 = 20810 ft3/min 13,5 x 343 sendo 1 ft3 = 0,02832 m3 V1 = 589 m3/min = 35361 m3/h Problema 6 Um misturador com 6 ft de diâmetro é utilizado para misturar areia e resina em ciclos de 10 minutos de duração. Cada ciclo manipula 400lb de areia, 19 lb de resina e 8 lb de álcool etílico. Qual a razão de ar necessária sabendo-se: libras de álcool etílico vaporado = 4 lb/min. e temperatura do processo = 200ºF. Resolução: CFM = G x 102 x 387 x C LEL M B onde: G = 4 lb/min LEL = 3,28% ou 32800 ppm. (Ver tabela 3.2.) M = 46,07 lb/lb-mol (Ver tabela 3.2.) C2H5OH C = 4 (misturador contínuo, adequadamente ventilado) B = 1 ( t < 250º F ) CFM = 4 x 102 x 387 x 4 = 4098 ft3/min. 3,28 46,07 1 Correção de temperatura: To = 273 + 70 = 343ºR T1 = 273 + 200 = 473ºR Vo = 4098 ft3/min V1 = ? V1 = Vo T1 = 4098 x 473 = 5651 ft3/min To 343 ts = 35ºC QS QL
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