Termodinâmica IIAno Lectivo 2013/14, 1º Teste -30/abril/2014

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Problema 1 (4 v + 3 v)

Uma sala tem condições de conforto e . No Inverno esta sala é aquecida com ar que

entra a e sendo o caudal mássico total de ar insuflado . Na sala há um

desumidificador que extrai um caudal de água líquida saturada à temperatura de (considere

), sendo a potência eléctrica do desumidificador .

Hipóteses: em toda a instalação; regime estacionário, despreze variações de energia cinética e potencial.

NOTA: resolva o problema com o diagrama psicrométrico.

a) Determine a potência calorífica cedida pela sala ao exterior, e o caudal de água extraído da sala pelo desumidificador.

b) A sala perde calor exclusivamente através de uma janela de área e condutividade térmica

, sendo as perdas térmicas pela janela dadas pela lei de Fourier . Se

na janela existir condensação, determine a temperatura máxima do ar exterior. Considere uma espessura da janela e admita um perfil linear de temperatura .

Termodinâmica IIAno Lectivo 2013/14, 1º Teste -30/abril/2014

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Termodinâmica IIAno Lectivo 2013/14, 1º Teste -30/abril/2014

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Problema 2 (3 + 2 + 2 v)

A figura representa uma torre de arrefecimento com circulação forçada do ar. O ar húmido entra na secção 3 nas condições , , com um caudal mássico total e sai na secção 4 nas condições , . A água que se pretende arrefecer sai da torre de arrefecimento na secção 2 e passa em seguida pelo condensador de uma central térmica antes de entrar novamente na torre na secção 1. A água de compensação entra na secção 5 à temperatura . A potência do ventilador é igual a

.

Hipóteses: pressão constante em toda a instalação igual a 1 bar; despreze variações de energia cinética e energia potencial; assuma regime estacionário.Nota: não utilize o diagrama psicrométrico; indique claramente todos os volumes de controlo que usar nos balanços de massa e energia.

a) Determine o caudal mássico de água de compensação (em ).b) Determine a potência calorífica (em ) do condensador da central térmica.c) Determine a temperatura de bolbo húmido e de ponto de orvalho do ar na secção 4.

Termodinâmica IIAno Lectivo 2013/14, 1º Teste -30/abril/2014

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Problema 3 (2 v + 2 v + 2 v)

Pentano (C5H12) é queimado completamente em ar a 24 ºC e 1 atm com 75% de humidade relativa. A combustão ocorre em condições estequiometricas.

a) Escreva a reação química do problema e determine os seus coeficientesb) Determine a temperatura de orvalho dos produtos da combustão a 1 atm.c) Determine a quantidade de água condensada, em kmole/kmole de combustível, se os produtos de

combustão forem arrefecidos até 24 ºC a 1 atm..