Enunciado

11 – 21 O r e f r i g e r a n t e - 134 a entra no compressor de um refrigerador a 100   k P a e 20   ° C a uma taxa de 0,5   m 3 / m i n , saindo a 0,8   M P a . A eficiência isentrópica do compressor é 78 % . O refrigerante entra na válvula de expansão a 0,75   M P a e 26   ° C , saindo do evaporador como vapor saturado a 26   ° C . Mostre o ciclo em um diagrama T - s com as linhas de saturação e determine ( a ) a entrada de potência no compressor, ( b ) a taxa de remoção de calor do espaço refrigerado e ( c ) a queda de pressão e taxa de ganho de calor na linha entre o evaporador e o compressor.Respostas: ( a )   2,40   k W ;   ( b )   6,17   k W ;   ( c )   1,73   k P a ;   0,203   k W

Passo 1

Precisamos saber :

  • Que podemos usar as tabelas para refrigerantes ( T a b e l a s   A - 11 E ,   A - 12 E   e   A - 13 E )
  • O diagrama T - s é:

Passo 2

Achamos os h ’ s   e   s ’ s     e   v ' s :

P 1 = 100 k P a T 1 = - 20 ° C     h 1 = 239,5 k J K g     s 1 = 0,97207 k J k g ⋅ K   v 1 = 0,19541   m 3 / k g    

P 2 = 0,8 M P a s 2 s = s 1     h 2 s = 284,07 k J k g

P 3 = 0,75 M p a T 3 = 26 ° C     h 3 = h f , 26 ° C = 87,83 k J k g    

h 4 = h 3 = 87,83 k J k g   ( e s t r a n g u l a m e n t o )

T 5 = - 26 ° C s a t ,   v a p o r     P 5 = 0,10173   M P a h 5 = 234,68 k J k g

Passo 3

Letra a

Podemos usar:

W i n = m h 2 s - h 1 η C

Como:

m = V 1 v 1 = 0,5 60 ⋅ m 3 s 0,19841 m 3 k g = 0,0420 k g s    

Fazemos:

W i n = m h 2 s - h 1 η C = 0,0420 k g s     ⋅   ( 284,07 - 239,5 ) k J k g   0,78          

W i n = 2 , 4 k W

Passo 4

Letra b

Q L = m h 5 - h 4 = 0,0420 k g s ⋅ ( 234,68 - 87,83 ) k J k g

Q L = 6,17 k W

Passo 5

Letra c

Podemos fazer:

Δ P = P 5 - P 1 = 101,73 - 100

Δ P = 1,73 k P a

E

Q g a n h o = m h 1 - h 5 =   0,0420 k g s ⋅ ( 2 39,5 - 234 , 68 ) k J k g

Q g a n h o = 0,203   k W

Resposta

( a )   2,40   k W ;   ( b )   6,17   k W ;   ( c )   1,73   k P a ;   0,203   k W

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