Universidade Federal do Paraná
Setor de Tecnologia
Departamento de Engenharia Mecânica
TM-182 REFRIGERAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO
Prof. Dr. Rudmar Serafim Matos
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Exemplos Psicrometria, Exercícios de Termodinâmica Aplicada
exemplos de exercícios resolvidos.
Tipologia: Exercícios
2019
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TM-182 REFRIGERAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO Prof. Dr. Rudmar Serafim Matos
- PSICROMETRIA^ Procedimentos para solução dos problemas de climatização^ 1. Ler o problema cuidadosamente e listar os dados de entrada;^ 2.^
Desenhar
o
esboço
do
sistema
e^
representá-lo
na
carta
psicrométrica;
3.^
Obter
as
propriedades
termodinâmicas
de
todos
os
pontos
característicos
do
sistema
através
da
carta
ou
tabelas
de
propriedades;
4.^
Obter
os
parâmetros
de
saída
exigidos
pela
aplicação
das
equações
de
balanço
de
massa
e
energia
para
todos
os
componentes ou para o sistema;
5. Verificar a coerência dos resultados (unidades).
- PSICROMETRIA EXEMPLO 3.7.3:
Seja o ar nas condições (1) externo t
= 38bs^
oC,
t^ bu^
= 30
oC, misturado adiabaticamente com o ar (2) da sala, nas
condições t
= 27bs^
oC, t
= 18bu^
oC. Se as vazões mássicas de ar são
ma
= 1360 g/s e
m
= 910 g/s. Determinar as propriedadesa
do ponto de mistura (3).^ SOLUÇÃO:
33
seco
ar
g/kg
m
m
w
m
w
m
w^
a a
2 a 1 a 3
×
×
×
×
=^
onde 9 t^ bu
= 23,
o^ C
9
h = 70 kJ/kg ar seco 9
ν^ = 0,884 m3/ kg ar seco
23,8 15,05 9,
o ( C, 30
o^ C) 1
2 o( C, 18
o^ C)
- PSICROMETRIA EXEMPLO 3.7.5:
Calcular a
capacidade
de^
uma
serpentina
de
aquecimento
para
aquecer
em
o 11 C,
1400
l/s
de
ar
úmido
nas
condições
iniciais
de
t^ bs
=
o 21 C e
tbu^
= 14,
o C. Se as
condições
de
água
quente
fornecida
à^
serpentina
para
realizar
este
aquecimento
são:
-^
entrada
82
oC^
e^ saída
o 71 C).
Calcular
a^
vazão
mássica
de
água
necessária
em kg/s.
AR o 21 C
o 32 C
ÁGUA
o 82 C o 71 C
A^
B
o 21 C^
o 32 C
14,
oC
- PSICROMETRIA
o^ (25C, 50%) M (w )M^ S
E o^ (5C, 40%)
I’^ I’ o^32 C I
S^ S
EE &m^ E &m^ S M M
I1I
EXEMPLO 3.7.7: & m I^ I
Numa sala o calor sensível é igual a 11630 W
e^ não
há
calor
latente.
A
renovação
de
ar
é^
de^
50%,
as
condições internas na sala é de (
oC e 50%) e as condições
externas (
o C e 40%). Difusão de 7
o C. Determinar a descarga
de ar, as potências e a descarga de água.^ SOLUÇÃO:
- PSICROMETRIA
SOLUÇÃO:
EXEMPLO 3.7.7: a) Descarga de ar na sala:
(^
)^
(^
)^
kg/s 1,
50, 58
h h
Q
Q
m
S I
L S ar^
o^ (25C, 50%) M (w )M^ S
E o^ (5C, 40%)
I’^ I’ o^32 C I
seco ar g/kg 6,
m m
w m w m w^
S E
S S E E M^
= × − × = +
×
×
=^
c) Potência do Aquecedor:
(^
)^
(^
kJ/s ,51 4
h- h m P^
M I' ar A^0 =
=^
d) Descarga de água no Lavador:
(^
(^
)^
g/s
w- w m D^
I' I ar L
=^
b) Ponto de mistura:
- PSICROMETRIA EXEMPLO 3.7.8:
A o( C, 30%)
Bo^ (26C)
(^
kJ/s 4,
h- h V ρ
h m P
B A ar ar
ar A =
×
×
=^
hB
hA SOLUÇÃO:
- PSICROMETRIA^ a) Determinação da t
:bsS
C
t^
o
bsS
E^ E &m^ E
& m I^ I
90%
E o( C, 18
o^ C)
h=he^
s S^19
o^ C
b) Rendimento do Lavador:
t t
t t η
buS bsE
bsS bsE
EXEMPLO =
3.7.9:
Ar
úmido
à^
t^ bs^
=^
o 32 C^ e
t^ bu
= 18
oC^
passa
através de um spray de água que o deixa na umidade de 90%. Aágua está à temperatura de 18
oC. Determinar a temperatura de
bulbo
seco
do
ar
à
saída
do
lavador,
bem
como
o
seu
rendimento. SOLUÇÃO:
Da carta
- PSICROMETRIA
SOLUÇÃO:
EXEMPLO 3.7.10: a) FCS da sala:
Q
Q
Q
FCS
L S
S
IS^
EE M M SS
I^ I
C
(^16) t
o =I
¾^
Com FCS = 0,6, traço uma reta paralelapassando por S até interceptar
φ^ = 90%
C
m m
t m t m t
o
S E
S S E E M =
×
×
×
×
=^
&^ (^
)^
(^
)^
kg/s 0, 42 60,
h h
Q
Q
m
i S
L S I^
b) Ponto I: c) Ponto M: d) Ar insuflado na sala: &
- PSICROMETRIA
SOLUÇÃO:
EXEMPLO 3.7.10: e) Ar de retorno:
kg/s 0, m 0, m
kg/s 0, m 0, m kg/s 0, m m m
I
E
I
S
E S I
×
= × = ∴ = + =
EE M M
I^ I
S^ S
f) Carga térmica removida pelo condicionador de ar:g) Água retirada pela serpentina devidoa desumidificação do ar:
(^
)^
(^
)^
kJ/s 18, (^42) - 66 0, h- h m
Q^
I M I
total
=^
(^
)^
(^
)^
kJ/s 10 (^42) - 55 0, h- h m
Q^
I P I
sensivel
=^
&^ (^
)^
(^
kJ/s 8,
h- h m
Q^
P M I
latente =
=^
&^ (^
)^
(^
)^
g/s 3,
10,5- 14, 0, w- w m
D^
I M I
água
=^
P^ P
Qsensivel
Qlatente
- PSICROMETRIA
SOLUÇÃO:
EXEMPLO 3.7.11: a) FCS da sala:
Q
Q
Q
FCS
L S
S
IS^
EE M M SS
I^ I
I’I’
C
D
t t^
o
I^
S^
C
m m
t m t m t
o
S E
S S E E M =
×
×
×
×
=^
(^ &
)^
(^
)^
kg/s 0, 30 50
h h
Q
Q
m
I S
L S I^
b) Ponto I: c) Ar insuflado na sala: & d) Ponto M:
- PSICROMETRIA^ EXEMPLO 3.7.11:
SOLUÇÃO:
e) Potência do RD:
(^
)^
(^
)^
kJ/s 14, (^23) - 86 0, h- h m P^
I' M I
RD^
=^
EE M M SS
I^ I
I’I’
(^
)^
(^
)^
g/s 3, (^6) - 19, 0, w- w m
D^
I' M I
água
=^
e) Potência do Aquecedor:
(^
)^
(^
kJ/s 1,
h- h m P^
I' I I A =
=^
g) Água retirada pela serpentina devido a desumidificação do ar:
- PSICROMETRIA^ EXEMPLO 3.7.14:
o ( C,o 24 C)
S^ S
EE &m^ E &m^ S M M
& m I^ I
o ( C,o 21 C)
Q^ = 58600 Ws^ Q^ = 14700 Wl^
LOJALOJA
v= 950 l/sE^
SS S &m
&^ m^ E
EE
MM
& m I^ I
- PSICROMETRIA
o ( C, 24
o^ C) E
S o( C, 50%)
M (w^ )M^
t^ seo^10 C
FCS
=0,78ef
25,
o^ C t M
12, I o^ C t^ I
EXEMPLO 3.7.14: