Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 92
92. Um condicionador de ar de automóvel utiliza refrigerante- -134a como fluido de resfriamento. O evaporador opera à pressão manométrica de 100 kPa, e o condensador opera à pressão manométrica de 1,5 MPa. O compressor exige entrada de potência de 6
kW e tem eficiência isentrópica de 85%. O ar atmosférico a 25 °C e 60% de umidade relativa entra no evaporador e sai a 8 °C e 90% de umidade relativa. Determine a vazão volumétrica do ar atmosférico que entra no evaporador do condicionador de ar em m3/min.
Passo 1
Assumimos que a pressão total do ar úmido é de 100 kPa. Em seguida, os estados de entrada e saída do ar úmido do evaporador são completamente especificados. As propriedades podem ser determinadas a partir do gráfico psicrométrico (Fig. A-31). Sendo assim:
A vazão mássica de ar seco é:
A vazão mássica de água condensada pode ser expressa como:
A entalpia da água condensada é:
Um balanço de energia nos leva a:
Passo 2
As propriedades do R-134a na entrada do compressor e a entalpia na saída do processo isentrópico são (tabelas R134a):
As entalpias do R-134a na saída do condensador e na saída do acelerador são:
A vazão mássica do refrigerante pode ser determinada a partir da expressão da potência do compressor:
A taxa de calor absorvido pelo R-134a no evaporador é:
Passo 3
A taxa de calor perdido do ar no evaporador é absorvida pelo refrigerante-134a. Isso é, . Então, a taxa de fluxo de volume do ar na entrada do evaporador pode ser determinada a partir da Eq. (1) :