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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 106

106- A F i g   P 6.106 mostra o esquema de uma bomba de calor que opera com R - 12 . A vazão de refrigerante é 0.05   k g / s , a potência de acionamento do compressor é 4   k W e as condições operacionais do ciclo são

Nestas condições, calcule:

  1. O calor transferido no compressor
  2. O calor transferido do R - 12 no condensador
  3. O calor transferido para o R - 12 no evaporador

Passo 1

Questão de usar tabela né, clássico da termodinâmica. Para calcular o calor transferido Q ˙ precisamos da entalpia em cada ponto

Pelas tabelas B . 3.2 e B . 3.1   temos as seguintes entalpias aproximadas para os seis pontos do sistema:

1 : h 1 = 260   k J / k g

2 : h 2 = 253   k J / k g

3 : h 3 = 79.7 k J k g ( a q u i   e s t á   s a t u r a d o )

4 : h 4 = h 3 → v a l v u l a   d e   e x p a n s a o   n ã o   m u d a   n e n h u m a   c a r a c t e r i s t i c a

5 : h 5 = 187.72 → v o l t a   a   s e r   s u p e r a q u e c i d o

6 : h 6 = 190.5 k J k g → p o d e   s e   f a z e r   u m a   m é d i a   e n t r e   0 ° C   e   10 ° C

Passo 2

Agora, calor transferido no compressor (sabendo que ele realiza trabalho para funcionar), sabendo que ela está entre os pontos 1 e 6 .

Q ˙ = m ˙ h 1 - h 6 + W ˙ c o m p = 0.05 ⋅ 260 - 190.5 - 4 = - 0.525   k W

Pois o trabalho específico do compressor é negativo (tabela 6.1 )

A medida é k W pois a entalpia está em k J

Passo 3

Agora a transferência específica no condensador, sabendo que seu trabalho específico é nulo:

Q ˙ = m ˙ h 2 - h 3 = 0.05 253 - 79.7 = 8.665   k W

Porém como ele tira calor do R - 12 que estava superaquecido e transforma em saturado, então o calor é negativo, portanto, Q ˙ = - 8.665   k W

Passo 4

Agora no evaporador (sabendo que vai ser positivo a transferência de calor pois o líquido estava saturado e passa para super aquecido

Q ˙ = m ˙ ( h 5 - h 4 )

Q ˙ = 0.05 187.72 - 79.7 = 5.4   k W

Resposta

a )   - 0.525   k W

b )   - 8.665   k W

c )   5.4   k W

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