Ar entra no compressor de um ciclo de refrigeração Brayton ideal a 1 bar, 270K e vazão igual a 1,4m³/s. Se o compressor tem uma taxa de compressão igual a 3 e a temperatura de admissão da turbina é de 300K. Determine:
a) A potência líquida introduzida no sistema.
b) A capacidade de refrigeração.
c) O coeficiente de performance.
Dado: ; ; .
Passo 1
Vamos fazer o diagrama para facilitar nossa compreensão do ciclo. Como visto na teoria ele fica mais ou menos assim:
Passo 2
Esse problema é muito parecido com todos os outros problemas de potência e refrigeração pois temos de saber, essencialmente, a variação das entalpias para achar o trabalho e calor. Para isso podemos utilizar a tabela, mas o problema deu então iremos fazer
Então vamos achar as temperaturas dos pontos 2 e 4 a partir das equações de processos isentrópicos:
Para acharmos
Passo 3
Com as temperaturas vamos achar as entalpias
Passo 4
Agora para acharmos a potência e taxa de transferência de calor nós precimos da vazão mássica e vamos achar a vazão mássica pela vazão volumétrica da seguinte forma:
Agora podemos achar o trabalho líquido que é igual a
Passo 5
Agora para o calor frio, que é a capacidade de refrigeração:
Passo 6
Finalmente o coeficiente de performance ou vai ser: