Uma planta requer 5000 kg/h de água de resfriamento para fluir através de seu condensador de topo em uma coluna de destilação. A água quente sairá ...

a) Para determinar a umidade do ar e a entalpia da corrente de ar de entrada, é necessário utilizar a tabela psicrométrica. A partir da temperatura de bulbo seco de 24 ºC e da temperatura de bulbo úmido desconhecida, podemos encontrar a umidade relativa do ar. Supondo que a pressão atmosférica seja de 1 atm, a umidade relativa é de aproximadamente 50%. Com isso, podemos encontrar a temperatura de bulbo úmido correspondente na tabela psicrométrica, que é de cerca de 15 ºC. A entalpia da corrente de ar de entrada pode ser encontrada na tabela psicrométrica a partir da temperatura de bulbo seco e da umidade relativa, resultando em cerca de 56 kJ/kg. b) Para calcular a taxa de ar a ser usada, é necessário utilizar a equação de transferência de massa para o empacotamento utilizado. A taxa de transferência de massa é dada por: Gya = Kya * (Pa - Py) Onde Gya é a taxa de transferência de massa, Kya é a constante de transferência de massa do empacotamento, Pa é a pressão parcial de vapor de água na corrente de ar de entrada e Py é a pressão parcial de vapor de água na corrente de ar de saída. A pressão parcial de vapor de água na corrente de ar de entrada pode ser encontrada na tabela psicrométrica a partir da temperatura de bulbo úmido e da pressão atmosférica, resultando em cerca de 18,5 mmHg. A pressão parcial de vapor de água na corrente de ar de saída pode ser encontrada a partir da temperatura de bulbo úmido e da entalpia da corrente de ar de saída, que é desconhecida. Supondo que a temperatura de saída seja de 30 ºC, a pressão parcial de vapor de água na corrente de ar de saída é de cerca de 31 mmHg. Com isso, podemos encontrar a taxa de transferência de massa, que é de cerca de 0,96 mol/(m².s). A taxa de ar a ser usada é dada por: G = Gya / (ρ * (Ya - Yy)) Onde G é a taxa de ar a ser usada, ρ é a densidade do ar, Ya é a umidade mássica da corrente de ar de entrada e Yy é a umidade mássica da corrente de ar de saída. A densidade do ar pode ser encontrada a partir da temperatura de bulbo seco e da pressão atmosférica, resultando em cerca de 1,18 kg/m³. A umidade mássica da corrente de ar de entrada pode ser encontrada na tabela psicrométrica a partir da temperatura de bulbo seco e da umidade relativa, resultando em cerca de 0,012 kg/kg. A umidade mássica da corrente de ar de saída pode ser encontrada a partir da temperatura de bulbo úmido e da pressão parcial de vapor de água na corrente de ar de saída, resultando em cerca de 0,017 kg/kg. Com isso, podemos encontrar a taxa de ar a ser usada, que é de cerca de 47,5 kg/(m².s).