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INSTITUTO DE TECNOLOGIA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Climatização de Ambiente Construído – 2°. Semestre de 2017. Prof. Eraldo Cruz dos Santos, Dr. Eng. 1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ PRIMEIRA LISTA DE EXERCÍCIOS (Tipo 1 – Equipe 3). 1 Conforme a metodologia sugerida em sala de aula resolver e analisar as questões: (10 %) 1.1 As temperaturas de bulbo seco e de bulbo úmido do ar atmosférico à pressão de 1 (atm) são medidas por um psicrômetro giratório. Seus valores são iguais a 25 (°C) e 15 (°C), respectivamente. Determinar o que se pede e comentar os resultados: (a) A umidade absoluta. (b) A umidade relativa. (c) A entalpia específica do ar. 1.2 Determinar a pressão do vapor d’água, umidade relativa, a umidade específica, o volume específico, a entalpia específica e a temperatura de ponto de orvalho e comentar os resultados para uma amostra de ar úmido no estado de 24 (°C) de bulbo seco e 17 (°C) de bulbo úmido e pressão barométrica de 101325 (Pa). 1.3 Determinar a quantidade de água condensada que resulta do processo de compressão de ar em um conjunto de compressores e comentar o resultado. O ar é aspirado a 25 (°C), 100 (kPa) e 50 (%) de umidade relativa, é então comprimido até 10 (MPa) e resfriado para a temperatura ambiente, novamente, é armazenado. 1.4 Determinar as propriedades da mistura de 70 (%) de ar atmosférico na temperatura de 35 (°C) e 70 (%) de umidade relativa com 30 (%) de ar de retorno na temperatura de 20 (°C) e 70 (%) de umidade relativa. 1.5 Ar atmosférico na vazão de 5 (m 3 /s) é resfriado da temperatura de 35 (°C) e umidade relativa de 80 (%) para 22 (°C) e umidade relativa de 70 (%). Determine a vazão mássica de condensado formado e o calor latente retirado, colocar os pontos no diagrama psicrométrico e comentar os resultados. 1.6 Para manter um ambiente a 26 (°C) e com 50 (%) de umidade relativa é necessário retirar do mesmo 20.000 (kcal/h) de calor sensível e 10.000 (kcal/h) de calor latente. A temperatura é de bulbo seco do ar insuflado no ambiente é fixado arbitrariamente em 20, 15 e 10 (°C). Determinar a vazão de ar necessária nos três casos e comentar os resultados. 1.7 Em um aparelho de ar condicionado de janela entra ar a 1 (atm), 30 (ºC) e 80 (%) de umidade relativa, com uma vazão de 10 (m 3 /min), e sai como ar saturado a 14 (ºC). A umidade do ar que se condensa durante o processo é também removida a 14 (ºC). Determinar as taxas de remoção de calor e humidade do ar e comentar os resultados. INSTITUTO DE TECNOLOGIA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Climatização de Ambiente Construído – 2°. Semestre de 2017. Prof. Eraldo Cruz dos Santos, Dr. Eng. 2 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 1.8 Em um sistema de ar condicionado sai ar da zona de arrefecimento saturado, a 14 (ºC) e com um caudal de 50 (m 3 /min). Este é misturado adiabaticamente com 20 (m 3 /min) de ar exterior a 32 (ºC) e 60 (%) de umidade relativa. Considerando que o processo da mistura ocorre à pressão de 1,0 (atm), determine o que se pede para a mistura e comentar os resultados: (a) A umidade absoluta; (b) A umidade relativa; (c) A temperatura de bolbo seco; (d) A vazão volumétrica resultante. 1.9 Calcular a capacidade de aquecimento de uma serpentina para aquecer em 11 (°C), 1400 (l/s) de ar úmido nas condições iniciais de TBS = 21 (°C) e TBU = 14,4 (°C). Se as condições de água quente fornecida à serpentina para realizar este aquecimento são: - entrada 82 (°C) e saída 71 (°C). Determinar a vazão mássica de água necessária em (kg/s) e comentar os resultados. 1.10 Dados 2000 (l/s) de ar resfriado a TBS = 14 (°C), e TBU = 13 (°C), misturado com 700 (l/s) de ar externo a TBS = 35,5 (°C), e TBU = 25,6 (°C). Determinar as propriedades do ponto de mistura e comentar os resultados. 1.11 Uma torre de resfriamento é um equipamento no qual ar resfria água previamente borrifada. Se 15 (m 3 /s) de ar a 35 (°C) de temperatura de bulbo seco e 24 (°C) de temperatura de bulbo úmido, a uma pressão atmosférica de 101 (kPa), adentram em uma torre, deixando-a saturado a 31 (°C). Determinar o que se pede e comentar os resultados: (a) Colocar os pontos no diagrama psicrométrico; (b) Até que temperatura essa corrente de ar pode resfriar água borrifada a 38 (°C) e com vazão mássica de 20 (kg/s)? (c) Quantos (kg/s) de água devem ser fornecidos para compensar a água que se evapora? 1.12 Um fluxo de ar de 100 (kg/min) de ar seco, (TBS = 20 (°C) e TBU = 8 (°C) deve ser umidificado por vapor saturado a 110 (°C). O valor final da temperatura de ponto de orvalho é 13 (°C). A pressão local vale 101,325 (kPa). Determinar a temperatura final de bulbo seco da mistura de ar e a vazão mássica de vapor requerida, em (kg/h) e comentar os resultados. INSTITUTO DE TECNOLOGIA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Climatização de Ambiente Construído – 2°. Semestre de 2017. Prof. Eraldo Cruz dos Santos, Dr. Eng. 3 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 1.13 Em um dado ambiente deve ser mantido a 25 (°C) - TBS e 18 (°C) TBU. A carga térmica ambiente total é 17,0 (kW) da qual 12,0 (kW) correspondem a carga sensível. A vazão de ar externo requerida aos ocupantes é de 1300 (m 3 /h). O ar externo tem a temperatura de 32 (°C) e 55 (%) de umidade relativa. Determinar a vazão, o estado do ar de insuflamento e a capacidade de refrigeração e comentar os resultados. Assumir que a temperatura de insuflamento é 11 (°C) menor que a temperatura ambiente. 1.14 Seja o ar nas condições (1) externo TBS = 38 (°C), TBU = 30 (°C), misturado adiabaticamente com o ar (2) da sala, nas condições TBS = 27 (°C), TBU = 18 (°C). Se as vazões mássicas de ar são ̇ = 910 (g/s) e ̇ = 1360 (g/s). Determinar as propriedades do ponto de mistura (3). 1.15 Uma sala é servida por uma instalação de ar condicionado, cujas condições de acordo com a baixo, a serem mantidas são: na S (TBS = 27 (°C), TBU = 21 (°C), E (TBS = 33 (°C); = 60%), Q S = 8500 (W); Q L = 5800 (W) e na saída do RD = 90 (%). No sistema são empregados 25 (%) de ar exterior. Determinar a vazão de ar insuflado, as cargas térmicas removidas pelo condicionador e a água retirada pela serpentina do ar e comentar os resultados.
