Universidade Federal de Santa Catarina EMC Refrigeração e Condicionamento de Ar Prof.: Cláudio Melo

Documentos relacionados
Lista de problemas número 1. Exercícios de Refrigeração e Psicrometria A) REFRIGERAÇÃO

Disciplina: Sistemas Térmicos

Sistemas e Componentes II

Sistemas de Climatização e Componentes - I

Conforto Humano. Acústico; antropométrico; olfativo; tátil; térmico; visual.

Classificação de Tipos de Sistemas de Climatização

Exercícios sugeridos para Ciclos de Refrigeração

PSICROMETRIA PSICROMETRIA PSICRÔMETRO 15/10/2018 PROPRIEDADES DAS MISTURAS AR SECO-VAPOR 1. COMPOSIÇÃO AR ÚMIDO VAPOR D ÁGUA AR SECO.

Prof. Dr. Rudmar Serafim Matos

PME 3344 Exercícios - Ciclos

Dispositivos com escoamento em regime permanente

PME 3344 Exercícios - Ciclos

Transferência de Calor e Massa 1

EQUIPAMENTOS PARA TRATAMENTO DE AR. Engº Gustavo Baptista TRANE

SECAGEM E PSICROMETRIA OPERAÇÕES UNITÁRIAS 2. Profa. Roberta S. Leone

Refrigeração e Ar Condicionado

Análise Energética para Sistemas Abertos (Volumes de Controles)

Problema 1 Problema 2

Lista de exercícios Caps. 7 e 8 TMEC-030 Transferência de Calor e Massa Período especial 2017/2

LISTA DE EXERCÍCIOS 3

Módulo I Ciclo Rankine Ideal

Capítulo 5: Análise através de volume de controle

Volume III. Curso Técnico Módulo 2 INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA ÁREA TÉCNICA DE REFRIGERAÇÃO E CONDICIONAMENTO DE AR

Disciplina: Sistemas Térmicos

PME 3344 Termodinâmica Aplicada

Exercícios e exemplos de sala de aula Parte 1

Fatores que influenciam na perda de peso em uma câmara de resfriamento de carcaça.

Classificação de Trocadores de Calor

Tabela 1- Levantamento das informações do ambiente a ser climatizado

Carga Térmica Renovação e Infiltração de ar

Oswaldo Bueno Engenharia e Representações Ltda. Oswaldo de Siqueira Bueno. Capacidade sensível e latente de serpentinas vale a pena superdimensionar?

Nome: Nº Sala. Hipóteses: o ar é gás perfeito ( R

Lista de Exercícios Solução em Sala

PME 3344 Termodinâmica Aplicada

CICLOS MOTORES A VAPOR. Notas de Aula. Prof. Dr. Silvio de Oliveira Júnior

Sistemas de Refrigeração Parte I

3. Um gás ideal passa por dois processos em um arranjo pistão-cilindro, conforme segue:

Energética Industrial

Sistemas de Ar Condicionado Residenciais

MOTORES TÉRMICOS AULA 3-7 SISTEMAS DE POTÊNCIA A VAPOR PROF.: KAIO DUTRA

PROJETERM Projetos e Consultoria Ltda

93 years. Tecnologia Inverter aplicada a Equipamentos de precisão. 20 anos Brasil

TRANSFERÊNCIA DE CALOR

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Termodinâmica. Ciclos motores a vapor

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Termodinâmica. 10) Ciclos motores a vapor. v. 2.5

ÁREA DE ESTUDO: CÓDIGO 16 TERMODINÂMICA APLICADA, MECÂNICA DOS FLUIDOS E OPERAÇÕES UNITÁRIAS

Nota: Campus JK. TMFA Termodinâmica Aplicada

Cap. 4: Análise de Volume de Controle

Módulo V Balanço de Entropia para Sistemas Fechados. Balanço de Entropia para Volume de Controle.

MÁQUINAS TÉRMICAS E PROCESSOS CONTÍNUOS

MÁQUINAS TÉRMICAS E PROCESSOS CONTÍNUOS

RESFRIAMENTO DEDICADO DE AR EXTERNO (DOAS)

ANEXO VI. Gráficos Gerais das Temperaturas e das Umidades Relativas

Capítulo 5. Ciclos de Refrigeração

PME 3344 Termodinâmica Aplicada

Trocadores de Calor Método MLDT. Prof. Simões

PME 3344 Termodinâmica Aplicada

PROJETO FINAL DE CLIMATIZAÇÃO. Alunos: Bruno Henrique Cássio Sell Edson Nazareno Rodrigues Pamplona

Módulo II Ciclo Rankine Real e Efeitos das Pressões da Caldeira e do Condensador no Ciclo Rankine

SISTEMAS DE CONDICIONAMENTO AMBIENTAL MARCELO DE ANDRADE ROMERO

MÁQUINAS TÉRMICAS E PROCESSOS CONTÍNUOS

26/08/ Agosto/2012

Exame de Admissão 2016/1 Prova da área de termo fluidos Conhecimentos específicos

CYBER BR SOLUÇÕES SOLUÇÕES EM CLIMATIZAÇÃO DE PRECISÃO PARA: CATÁLOGO DE DATACENTERS INDÚSTRIAS HOSPITAIS AR CONDICIONADO DE PRECISÃO

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM SISTEMAS E INSTALAÇÕES

VAPOR DE ÁGUA NA ATMOSFERA / UMIDADE DO AR

PROGRAMA DE ENSINO. CÓDIGO DISCIPLINA OU ESTÁGIO SERIAÇÃO IDEAL/PERÍODO MEC0954 Condicionamento de Ar 4ª/8º

Lista 3. Projeto e Simulação de Sistemas Térmicos 2017/2. Resolva os seguintes exercícios:

TM-182 REFRIGERAÇÃ ÇÃO O E CLIMATIZAÇÃ ÇÃO. Prof. Dr. Rudmar Serafim Matos

1. FATORES CLIMÁTICOS

Eficiência energética ambiental. Sistemas de ar comprimido. 2 º. semestre, 2017

Laboratório de Ciências Térmicas DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE MECÂNICA CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO NOTAS DE AULA DE SISTEMAS TÉRMICOS II

Refrigeração e Ar Condicionado

Capítulo 5 - Sistemas de Múltiplos Estágios e Múltiplos Evaporadores e Ciclos em Cascata

TM-182 REFRIGERAÇÃ ÇÃO O E CLIMATIZAÇÃ ÇÃO. Prof. Dr. Rudmar Serafim Matos

11S.1 Método da Média Log das Diferenças de Temperatura para Trocadores de Calor com Múltiplos Passes e com Escoamento Cruzado

Refrigeração e Ar Condicionado

Workshop. Climatização e Cogeração Abril de Ronaldo Andreos

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Termodinâmica. Ciclos motores a ar

3. Revisão bibliográfica

Projeto e Construção Sustentável. Estratégias bioclimáticas aplicadas ao clima de Sinop-MT

OPERAÇÕES UNITÁRIAS II AULA 13: EVAPORADORES E CONGELAMENTO. Profa. Dra. Milena Martelli Tosi

Operações Unitárias II Lista de Exercícios 1 Profa. Dra. Milena Martelli Tosi

Aula 7 Refrigeração e bombeamento de calor

ESZO Fenômenos de Transporte

Lista de Exercícios - Máquinas Térmicas

PME Ar Condicionado e Ventilação. Controle

Ronaldo Guimarães Corrêa. Aula #3: Configurações de Controle

Mitos e Fatos em HVAC Eng. Matheus Lemes Eng. Rafael Dutra

Ciclos de Produção de Frio

PROJETO PEDAGÓGICO INSTITUIÇÃO DE ENSINO

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Termodinâmica. Ciclos de Refrigeração. v. 2.0

4.1. Resultados da análise de sensibilidade dos parâmetros do chiller. Considerando que a eficiência do compressor η cp

1. INTRODUÇÃO 2. UMIDADE

Aquecimento de Água. Linha Bomba de Calor para Piscina. Linha Completa para o Conforto Térmico

Efetividade do Trocador de Calor:

Projeto e Simulação de Sistemas Térmicos 2017/2

EM34F Termodinâmica A

Condensação

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO UNIDADE ACADÊMICA DE GARANHUNS ZOOTECNIA CURSO DE BIOCLIMATOLOGIA ANIMAL

Transcrição:

Universidade Federal de Santa Catarina EMC 5472 - Refrigeração e Condicionamento de Ar Prof.: Cláudio Melo EXERCÍCIOS SUPLEMENTARES DE CONDICIONAMENTO DE AR 01) Uma câmara frigorífica para resfriamento de maçãs, com temperatura interna de 1oC, foi construída em uma localidade onde a temperatura do ar externo é de 35 oc. Estimando que a temperatura superficial das paredes externas da câmara possa atingir até 15 oc, pergunta-se qual a máxima umidade relativa que pode ocorrer no local sem que ocorra condensação nas paredes. Resolva o problema analiticamente e graficamente. 02) Uma vazão de ar de 0,7 m3/s, nas condições TBS=32oC e TBU=24oC, flui através de uma serpentina de resfriamento e desumidificação. Considerando que a temperatura média superficial da serpentina é de 13oC e que esta possui uma capacidade total de refrigeração de 12 kw, calcule: a) As temperaturas de bulbo seco e de bulbo úmido do ar na saída da serpentina b) A taxa de remoção de água do ar Nota: Despreze a parcela de energia associada ao condensado 03) Em um secador de ar industrial, ar a 27oC (TBS), e com 60% de umidade relativa é primeiramente aquecido para 45oC (TBS). O ar aquecido é então passado através das substâncias a serem secas, deixando o secador a 45oC (TBS) e com 30% de umidade relativa. Considerando que as substâncias liberam uma massa de vapor d'água correspondente a 0,5 kgs/s, determine: a) A vazão massica de ar necessária b) A capacidade do elemento de aquecimento 04) Uma situação, bastante comum na industria, consiste de uma associação em série de um compressor de ar e um resfriador. Numa destas associações, o compressor aspira uma vazão volumétrica de ar de 3 m3/min,o qual se encontra nas seguintes condições: TBS=32oC, Pt=1 bar e =75%. Na saída do compressor o ar encontra-se a 200 o C (TBS) e 7 bar (pt) sendo então levado ao resfriador. O ar atinge condições de saturação na saída do resfriador, sendo sua temperatura de 38oC (TBS). Condensado (liquido saturado) também deixa o resfriador com uma temperatura de 38 oc. Considerando que o compressor dissipa para o ambiente um fluxo de calor de 14 kw, determine: a) A potência requerida ao compressor b) O fluxo de massa de condensado, deixando o resfriador c) A capacidade de refrigeração do resfriador 05) Uma vazão de 0,1 m 3 /s de ar entra numa unidade de climatização a 105 kpa, 30 o C (TBS) e com umidade relativa de 60% e sai a 95 kpa, 16 o C (TBS) e com umidade relativa de 100%. Líquido condensado deixa a unidade a 16 o C. Determine a taxa de transferência de calor no processo. 06) Em um ambiente com TBS = 26 o C, TBU = 20 o C e P t = 90 kpa, passam canalizações de água gelada, cuja temperatura superficial é de 10 o C. Verifique a possibilidade de ocorrência de condensação de vapor d água sobre a superfície das canalizações. 07) Em uma sala de aula a temperatura do ar de insuflamento é 16oC (TBS) e as condições do ar de retorno são 27oC (TBS) e 50% ( ). Os ocupantes liberam vapor d'água a uma taxa de 4,5 kgs/h. O vapor d'água pode ser considerado como vapor saturado a 27oC. A carga térmica sensível ambiente é de 9 kw. Determine a umidade absoluta, a umidade relativa e a vazão mássica do ar de insuflamento. 08) Um auditório deve ser mantido na temperatura de 24oC (TBS) e 60% de umidade relativa. A carga térmica sensível ambiente é de 132 kw e a geração de vapor d'água neste ambiente é de 74 kgs/h. Ar é fornecido ao auditório na temperatura de 18oC (TBS). Determine:

a) A vazão mássica de ar necessária b) A temperatura de orvalho e a umidade relativa do ar de insuflamento c) A carga térmica latente ambiente a) O fator de calor sensível ambiente 09) Uma instalação de condicionamento de ar é projetada para a seguinte condição: Ar externo (TBS=30oC, =60%) Ar interno (TBS=20oC, To=16oC) As cargas térmicas sensível (ganho) e latente(ganho) são respectivamente 9,3 kw e 3,5 kw. A capacidade total da serpentina de resfriamento e desumidificação é de 26 kw e a temperatura de insuflamento de 17oC. Determine: a) As condições do ar de insuflamento b) As condições do ar ao entrar na serpentina de resfriamento e desumidificação c) As vazões mássicas de ar de insuflamento e de ar externo d) As carga térmicas sensível e latente, devidas ao ar externo. 10) Uma instalação de condicionamento de ar, composta de filtro, serpentina de resfriamento e desumidificação, emprega apenas ar externo para manter condições de conforto no verão. Usando as informações a seguir, escolha a temperatura de insuflamento, calcule a capacidade da serpentina e determine o seu fator de contato. Carga térmica sensível ambiente (ganho) : 11,75 kw Carga térmica latente ambiente (ganho) : 2,35 kw Condições do ar externo : 28oC (TBS), 20oC (TBU) Condições do ar interno : 21oC (TBS), 50% ( ) 11) Um ambiente deve ser mantido a 20oC (TBS) e 7,4 gs/kga (W). A temperatura do ar de insuflamento é 15 oc (TBS) e as cargas térmicas sensível (ganho) e latente (ganho) são respectivamente 7 kw e 1,4 kw. Calcule a vazão mássica do ar de insuflamento e a sua umidade absoluta. 12) Um teatro deve ser mantido a uma temperatura de 26oC (TBS). As condições do ar externo são 45oC (TBS) e 32oC (TBU) e as cargas térmicas sensível (ganho) e latente (ganho) são respectivamente 9 kw e 3 kw. Determinar a capacidade da serpentina de resfriamento e desumidificação, considerando que o sistema trabalha com 100% de ar externo, que a temperatura do ar na saída da serpentina é 14 oc (TBS) e que a temperatura média de orvalho da serpentina é 12oC. Determine também a umidade relativa resultante no teatro. 13) Uma instalação de condicionamento de ar opera de acordo com a figura a seguir. Determine a) A umidade absoluta do ar de insuflamento b) A temperatura de bulbo seco e a umidade absoluta do ar, antes da serpentina de resfriamento e desumidificação c) As vazões mássicas de ar externo e de retorno d) O fator de calor sensível da serpentina Notas: A parcela de energia associada ao condensado pode ser desprezada. 1TR = 3,517 kw

Qt=28 TR qta=12 TR ar externo(e) m a = 4,5 kg a /s TBS = 18 o C TBS = 38 o C (R) S.R.D. ( I ) TBS=25 o C exaustão 14) Uma instalação de condicionamento de ar é disposta como esquematizado a seguir. O desumidificador químico utiliza um tambor rotativo coberto por um material dessecante que absorve vapor dágua. O material é regenerado a partir do seu reaquecimento numa outra região do equipamento. A instalação situa-se ao nível do mar. O vazão mássica de ar seco nos dois ramais é a mesma. Os umidificadores utilizam água a 14 o C.As seguintes propriedades são conhecidas: T 1 = 35 o C, 1 = 30%, T 2 = 50 o C, T 3 = 28 o C, T 4 = 20 o C, T 5 = 25 o C, W 5 = W 4, W 6 = 9,5 g s /kg a,t 8 = 80 o C. Determine a umidade absoluta do ar no ponto 4 e a taxa de transferência de calor no aquecedor por quilograma de ar seco. [1] Ar externo Desumidificador químico [2] Resistência elétrica Exaustão [8] [5] Ar de retorno [4] Ar para o ambiente Umidificador 1 Água Umidificador 2 Água QR [7] [6] [3] Trocador de calor 15) Uma instalação de condicionamento de ar de verão opera de acordo com a figura a seguir. exaustão retorno TBS=25 o C qta ar externo TBS = 32 o C TBU = 26 o C S.R.D. m s = 0,012 kg s /s ( I ) TBS = =14 o C TBU = 13 o C Q = 2,0 m 3 /s

Determine: a) A temperatura de bulbo seco do ar na entrada da serpentina de resfriamento e desumidificação b) Os fluxos de massa de ar de retorno e de ar externo c) A capacidade total, sensível e latente da serpentina de resfriamento e desumidificação d) A carga térmica total ambiente do espaço sendo condicionado e) A que se deve a diferença entre os valores calculados nos itens c e d? 16) Um sistema de condicionamento de ar opera de acordo com a Figura a seguir e nas seguintes condições: Ar externo : TBS = 32 oc, = 60% Ambiente Climatizado : TBS = 25 oc, W = 10,5 gs/kga Fração de ar externo : 40% Temperatura média de orvalho da serpentina : 10 oc Fator de by-pass da serpentina : 10% Temperatura de insuflamento : 17 o C Carga sensível ambiente (qsa) : 20 kw Carga latente ambiente (qla) : 5 kw Pede-se: a) O estado do ar após a serpentina de resfriamento e desumidificação b) O estado do ar após as resistência elétricas c) O fluxo de massa de ar de insuflamento d) As proporções de ar quente e frio na caixa de mistura d) A potência dissipada pelas resistências elétricas e) A capacidade total, sensível e latente da serpentina de resfriamento e desumidificação OBS.: A parcela de energia associada com o condensado pode ser desprezada. resistências elétricas Q qsa qla E R M caixa de F mistura serpentina de resfriamento e desumidificação I R exaustão 17) Durante os meses de inverno é possível resfriar e desumidificar um ambiente usando apenas ar externo. Uma instalação de condicionamento de ar foi projetada para fornecer um fluxo de massa de ar de 2,8 kg a /s, a qual pode ser toda de ar externo. A carga térmica total ambiente e o fator de calor sensível ambiente são constantes ao longo do ano e assumem os valores de 35 kw e 0,8, respectivamente. O ambiente deve ser mantido a 25 o C (TBS) e 19 o C (TBU). a) Quais são a máxima temperatura de bulbo seco e umidade absoluta do ar externo para contrabalancear a carga apenas com ar externo. b) Considere uma outra data quando o ar externo encontra-se a 4 o C (TBS) e 20% de umidade relativa. Ar de retorno pode então ser misturado ao ar externo para resfriar o ambiente. Neste caso será necessário

umidificar esta mistura. Assuma que você dispõe de vapor saturado a 100 o C. Calcule a massa de vapor d água necessária ao processo de umidificação e as vazões mássicas de ar externo e de retorno. c) Em uma outra data o ar externo encontra-se a 21 o C (TBS) e 90% de umidade relativa. Neste caso o ar externo deve ser misturado com o ar de retorno para posteriormente passar através de uma serpentina de resfriamento e desumidificação que possui uma temperatura média de orvalho de 10 o C. Determine as vazões mássicas de ar externo e de retorno para satisfazer plenamente a carga. d) Determinar a capacidade total de refrigeração da serpentina nas condições do item c. 18) Um ambiente é climatizado através de um sistema de condicionamento de ar do tipo dutos duplos (esquema a seguir). Neste sistema ar frio (F) a 11 o C (TBS) e 90% de umidade relativa é misturado numa caixa de mistura (CM) com ar quente (Q) a 32 o C (TBS) e 30% de umidade relativa, antes de ser insuflado no ambiente. O ambiente (R) deve ser mantido a 24 o C (TBS) e 50% de umidade relativa. A carga térmica total ambiente (ganho de calor sensível e latente) é de 210 kw e o fator de calor sensível ambiente é de 0,65. Considerando que este ambiente se encontra num local cuja altitude é de 1500 m (p t = 85 kpa), determine os fluxos de massa de ar frio e de ar quente. TBS = 11 o C, = 90% ( F ) C. M. ( I ) TBS = 24 o C QTA = 210 kw FCSA = 0,65 ( Q ) TBS = 32 o C, = 30% ( R ) 19) Uma instalação de condicionamento de ar opera de acordo com a figura a seguir. Determine: a) A temperatura de bulbo seco do ar antes das resistências elétricas b) B) A umidade relativa resultante no cambiente condicionado Resistência de Pré-aquecimento Resistência de reaquecimento qsa = 24 kw TBS = 25 o C = 90% TBS = 20 o C Água a 11 o C Q = 2,5 m 3 /s, TBS = 5 o C, TBU = 1 o C QLA = 10 kw 20) Uma edificação possui uma carga térmica total de verão de 410kW. A porção latente desta carga é de 100 kw. O ambiente deve ser mantido a 25 o C (TBS) e 50% de umidade relativa. Ar externo a 38 o C (TBS) e 50% de umidade relativa é fornecido ao ambiente numa proporção de 10% em relação a vazão mássica de ar sendo insuflado. A temperatura de insuflamento é 18 o C. Determine: a) O estado do ar na entrada e na saída da serpentina de resfriamento e desumidificação

b) A vazão mássica de ar sendo insuflado no ambiente c) A capacidade, a temperatura média de orvalho, o fator de by-pass e o fator de calor sensível da serpentina de resfriamento e desumidificação. 21) Uma vazão mássica de 2,0 kg a /s de ar, na condições de = 60% e W = 13 g s /kg a, altitude = 750 m, circula através de uma serpentina de resfriamento e desumidificação. A umidade absoluta do ar após passar pela serpentina é de 10 g s /kg a. Se este ar é utilizado para condicionar um ambiente, cuja temperatura deve ser mantida em 25 o C e cuja carga térmica latente (ganho) é de 12 kw, determine a umidade relativa resultante no ambiente. Admita que a pressão atmosférica varia com a altitude de acordo com a seguinte relação: P ( kpa ) t 99, 436 0, 01 H ( m ). 22) Uma instalação de condicionamento de ar é disposta como indicado a seguir. As seguintes condições são conhecidas: Sala 1 (TBU =16 o C, = 80%) Sala 2 (TBS = 27 o C, TBU = 19 o C) Sala 3 (TBS = 25 o C, = 30%) Sala 4 (TBS = 17 o C, TBU = 10 o C) FCSA 1 = FCSA 3 FCSA 4 = FCSA 2 Ar externo (TBS = 35 o C, = 60%) Temperatura de bulbo seco do ar nos pontos Z e Y = 21 o C Temperatura média de orvalho da serpentina ( t i ) = 5 o C Fator de by-pass da serpentina ( X ) = 10% ae ab 0,70 0,20 aa am Fluxo de massa total de ar em circulação = 4,5 kg a /s Carga térmica total ambiente na sala 2 = 5,0 kw Pede-se: a) O estado do ar de insuflamento b) A fração da massa de ar em circulação que passa pelo by-pass e a capacidade das resistências elétricas c) O fluxo de massa total de exaustão d) O fluxo de massa sendo insuflado em cada sala EXAUSTÃO Z QL1 S1 S2 QS2 B S.R.D. RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS QS1 QL2 M S N I A E AR EXTERNO BY-PASS QS4 S4 S3 QS3 C QL4 QL3 EXAUSTÃO Y