Enunciado

A câmara de mistura mostrada na Fig. P6.94 é alimentada com 2   k g / s   d e   R - 134 a   a   1   M P a   e   100   ° C   ( l i n h a   2 ) e com líquido saturado de R - 134 a   a   60   ° C   ( l i n h a   1 ,   a n t e s   d a   v á l v u l a ) . O refrigerante deixa a câmara como vapor saturado a 1   M P a e a velocidade do escoamento na seção de descarga da câmara ( l i n h a   3 )   é   20   m / s . Sabendo que a velocidade do refrigerante na linha 2 é baixa e que a câmara é adiabática, determine a vazão em massa refrigerante na linha 1 .

Passo 1

Neste exercício, temos um sistema com duas entradas e uma saída. Queremos a vazão em massa do refrigerante na linha 1.

Temos a seguinte equação de energia para o nosso exercício:

m ˙ 3 h 3 + V 3 2 2 = m ˙ 1 h 1 + m ˙ 2 h 2

Pela equação da continuidade, sabemos que:

m ˙ 1 + m ˙ 2 = m ˙ 3

Analisando os estados do enunciado a partir das tabelas de propriedades termodinâmicas, temos que:

h 1 = 483,36   k J / k g

h 2 = 287,79   k J / k g

h 3 = 419,5178   k J / k g

Passo 2

Agora é só calcular:

m ˙ 3 h 3 + V 3 2 2 = m ˙ 1 h 1 + m ˙ 2 h 2

m ˙ 1 h 3 + m ˙ 1 V 3 2 2 + m ˙ 2 h 3 + m ˙ 2 V 3 2 2 = m ˙ 1 h 1 + m ˙ 2 h 2

m ˙ 1 = m ˙ 2 h 2 - h 3 - V 3 2 2 h 3 + V 3 2 2 - h 1

m ˙ 1 = 2 483,36 - 419,5178 - 20 2 2 1000 419,5178 + 20 2 2 1000 - 287,79

m ˙ 1 = 0,9648   k g / s

Resposta

m ˙ 1 = 0,9648   k g / s

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