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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 25

11 – 25 Um refrigerador real opera segundo o ciclo de refrigeração por compressão de vapor, utilizando r e f r i g e r a n t e - 22 como fluido de trabalho. O refrigerante evapora a - 15   ° C e condensa-se a 40   ° C . A eficiência isentrópica do compressor é de 83 % . O refrigerante é superaquecido em 5   ° C na entrada do compressor e sub-resfriado em 5   ° C na saída do condensador. Determine ( a ) o calor removido do espaço refrigerado e o trabalho fornecido, em k J / k g , bem como o C O P do ciclo. Defina ( b ) os mesmos parâmetros, considerando que o ciclo é operado segundo o ciclo de refrigeração por compressão de vapor ideal entre as mesmas temperaturas de evaporação e condensação.

As propriedades do r e f r i g e r a n t e - 22 , considerando a operação real, são: h 1 =   402,49 k J k g ,     h 2 =   454,00   k J / k g ,   h 3   =   243,19   k J / k g .

As propriedades do r e f r i g e r a n t e - 22 , considerando a operação ideal, são: h 1 =   399,04 k J k g ,     h 2 =   440,71 k J k g ,   h 3   = 249,80   k J / k g

Nota: estado 1: entrada do compressor; estado 2: saída do compressor; estado 3: saída do condensador; estado 4: entrada do evaporador.

Passo 1

a

Precisamos achar q L ,   w i n e C O P , considerando a operação real.

As propriedades do r e f r i g e r a n t e - 22 , considerando a operação real, são: h 1 =   402,49 k J k g ,     h 2 =   454,00   k J / k g ,   h 3   =   243,19   k J / k g .

A resposta é facilitada quando esboçamos o gráfico:

Calculando cada parte do gráfico, e juntando com as informações que a questão forneceu:

q L = h 1 - h 4 = 402,49 - 243,19 = 159,3 k J k g

q H = h 2 - h 3 = 454 - 243,19 = 210,8 k J k g

w i n = h 2 - h 1 = 454 - 402,49 = 51,51 k J k g

C O P = q L w i n = 159,3 k J k g 51,51 k J k g = 3,093

Passo 2

b

Precisamos achar q L ,   w i n e C O P , novamente considerando a operação ideal.

As propriedades do r e f r i g e r a n t e - 22 , considerando a operação ideal, são: h 1 =   399,04 k J k g ,     h 2 =   440,71 k J k g ,   h 3   = 249,80   k J / k g

A resposta é facilitada quando esboçamos o gráfico:

Calculando cada parte do gráfico, e juntando com as informações que a questão forneceu:

q L = h 1 - h 4 = 399,40 - 249,80 = 149,2 k J k g

q H = h 2 - h 3 = 440,71 - 249,80 = 190,9 k J k g

w i n = h 2 - h 1 = 440,71 - 399,04 = 41,67 k J k g

C O P = q L w i n = 149,2 k J k g 41,67 k J k g = 3,582

Resposta

( a )

q L = 159,3 k J k g

w i n = 51,51 k J k g

C O P = 3,093

( b )

q L = 149,2 k J k g

w i n = 41,67 k J k g

C O P = 3,582

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