Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 130
130. Uma unidade de refrigeração comprime vapor saturado a para . Qual a potência necessária para comprimir de em um compressor cuja eficiência é de ?
Passo 1
Olha só! Inicialmente, para se resolver esse problema, vamos destacar alguns pontos importantes que podemos perceber em nosso enunciado...
A primeira coisa perceptível, é que este nosso processo, é um processo de fluxo constante pois não há alterações significativas com o tempo.
A segunda coisa importante, é que alterações decorrentes dos efeitos de energia cinética e potencial, são desprezíveis.
A terceira, é que o dispositivo de refrigeração é adiabático, e portanto a transferência de calor é insignificante.
Passo 2
Terminada essa parte introdutória, que é chatinha, mas extremamente importante, bora por a mão na massa de verdade.
Tomamos o compressor como sistema, que é um volume de controle, uma vez que a massa atravessa a fronteira. Observando que uma corrente de fluido entra e sai do compressor, o balanço de energia para este sistema de fluxo constante pode ser expresso na forma de taxa como...
Como a nossa compressão ocorre em regime permanente...
E ficamos com...
Como esperamos uma potência na entrada para que ocorra a refrigeração, então considerando o processo isentrópico, ficamos com...
Passo 3
Onde das tabelas e , tiramos os seguintes valores...
Substituindos esses valores na fórmula de antes...
Obtemos o seguinte resultado:
Finalmente... Para obter a potência total necessária para a compressão, basta dividir a potência de entrada isentrópica pela eficiência isentrópica.
Pronto! Resposta obtida!