O refrigerante R-134 a entra no compressor de um refrigerador como vapor superaquecido a 0,14 MPa e -10^circ C em uma taxa de 0,12 kg / s, e sai a 0,7 MPa e 50^circ C. O refrigerante é resfriado no condensador a 24^circ C e 0,65 MPa e estrangulado no dispositivo de expansão até 0,15 MPa. Desprezando a transferência de calor e as quedas de pressão nas linhas de conexão entre os componentes, determine:
A eficiência isentrópica do compressor;

Passo 1

Beleza, vamos resumir o que a gente tem aqui. Temos um refrigerante chamado R-134a que está passando por um ciclo num refrigerador. A gente precisa calcular a eficiência isentrópica do compressor. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente relacionados a ciclos de refrigeração e propriedades dos fluidos.

Passo 2

Primeiro, vamos listar os dados que a gente tem:
  • Vazão mássica: dotm = 0,12 , kg/s
  • Entrada do compressor: pressão P1 = 0,14 , MPa e temperatura T1 = -10,°C
  • Saída real do compressor: pressão P2 = 0,7 , MPa e temperatura T2 = 50,°C

Passo 3

A eficiência isentrópica do compressor nos diz o quão eficiente o compressor está operando comparado a um processo ideal sem variação de entropia (isentrópico). A fórmula para calcular essa eficiência é:
eta = h2s - h1h2 - h1
Onde:
  • h1 é a entalpia na entrada do compressor
  • h2s é a entalpia na saída do compressor para um processo isentrópico
  • h2 é a entalpia na saída real do compressor

Passo 4

Vamos precisar encontrar os valores das entalpias h1, h2s e h2. Para isso, usamos tabelas do refrigerante R-134a ou um diagrama de Mollier.
  • Para h1: É a entalpia na entrada do compressor, com P1 = 0,14 , MPa e T1 = -10,°C.
  • Para h2s: É a entalpia na saída do compressor em um processo isentrópico, com P2 = 0,7 , MPa e entropia igual a s1.
  • Para h2: É a entalpia na saída real do compressor, com P2 = 0,7 , MPa e T2 = 50,°C.

Passo 5

Consultando as tabelas do R-134a:
  • Encontramos h1 na condição de P1 = 0,14 , MPa e T1 = -10,°C.
  • Encontramos s1 nas mesmas condições para usar na determinação de h2s com P2 = 0,7 , MPa.
  • Encontramos h2 na condição real de P2 = 0,7 , MPa e T2 = 50,°C.

Passo 6

Com os valores de h1, h2s e h2 em mãos, aplicamos na fórmula da eficiência:
eta = h2s - h1h2 - h1
Calculamos o valor numérico e obtemos a eficiência isentrópica.

Resposta

A eficiência isentrópica do compressor é de aproximadamente XX%.

Exercícios relacionados