Refrigerante-134a entra em um compressor a
como vapor saturado com uma vazão de
e sai a 800 kPa . A potência fornecida ao refrigerante durante o processo de compressão corresponde a
. Qual é a temperatura do R-134a na saída do compressor? Considere o compressor adiabático.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um refrigerante R-134a que entra num compressor a -10°C como vapor saturado, com uma vazão de 0,35 m³/min, e sai a uma pressão de 800 kPa. A potência utilizada no compressor é de 2,95 kW. O que a gente precisa descobrir é a temperatura do R-134a na saída do compressor. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especialmente relacionados a processos adiabáticos em compressores.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que o processo é adiabático, ou seja, não tem troca de calor com o ambiente (Q = 0). A potência fornecida ao compressor está relacionada à mudança na energia do refrigerante. Vamos usar a equação da potência para um processo adiabático:
Onde:
-
é a potência (2,95 kW) -
é a vazão mássica -
e são as entalpias específicas na entrada e na saída
Passo 3
Primeiro, precisamos encontrar a vazão mássica (
). Sabemos a vazão volumétrica (
) que é 0,35 m³/min. Para converter isso para kg/s, usamos a densidade (
) do R-134a como vapor saturado a -10°C. Consultando as tabelas do R-134a, encontramos que
. Então:
Passo 4
Agora, vamos encontrar a entalpia na entrada (
). Como o refrigerante entra como vapor saturado a -10°C, consultamos as tabelas do R-134a e encontramos
.
Passo 5
Com a equação da potência e os valores que temos, podemos resolver para
:
Passo 6
Agora, precisamos encontrar a temperatura correspondente à entalpia
a uma pressão de 800 kPa. Consultando as tabelas do R-134a para 800 kPa, verificamos que a entalpia supera a do vapor saturado, indicando que o refrigerante está em estado superaquecido. Usando interpolação nas tabelas, encontramos que a temperatura na saída é aproximadamente 23°C.
Resposta
A temperatura do R-134a na saída do compressor é de aproximadamente 23°C.
Exercícios relacionados
uma esfera sólida de aço com diâmetro de
é revestida com uma camada de material dielétrico com espessura de 2 mm e condutividade térmica
. A esfera revestida encontra-se inicialmente a uma temperatura uniforme de
e é súbitamente resfriada pela imersão em um grande banho de óleo, no qual
e
. Estime o tempo necessário para a temperatura da esfera revestida atingir
. Dica: desconsidere o armazenamento de energia no revestimento, mas considere ele para determinar a resistência térmica.
Determine o fator de compressibilidade do nitrogênio a
a.
b.
c.
a.
b.
c.
considere um conjunto de 9 aletas retangulares de alumínio fixadas à uma superfície plana de dimensões: (largura
; altura
e espessura
). As aletas são todas iguais e possuem as seguintes dimensões (comprimento
, largura
e altura
) e estão igualmente distribuídas na superfície da parede. Tanto as aletas quanto a face da parede onde estão as aletas foram fixadas, estão sujeitas ao resfriamento por convecção forçada de Ar , cuja temperatura é de
e coeficiente de transferência de calor é igual a
. Tomando as propriedades do alumínio como sendo
e
, e a temperatura da base da parede como
, determine: c) o desempenho (efetividade) da aleta e diga se é viável a utilização dessa aleta.