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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 13

11 – 13 Um ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor que utiliza r e f r i g e r a n t e - 134 a como fluido de trabalho mantém um condensador a 1.000   k P a e o evaporador a 4   ° C . Determine o C O P desse sistema e a potência necessária para atender uma carga de resfriamento de 400   k W .   Respostas:   6,46 ;   61,9   k W

Passo 1

Precisamos saber :

  • O processo de compressão é isentrópico.
  • O refrigerante entra no compressor como vapor saturado e deixa o condensador como líquido saturado.
  • Que devemos 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

Usando a tabela A-11:

T 1 = 4 ° C s a t ,   v a p o r     h 1 = h g ,   4 ° C = 252,77 k J k g     s 1 = s g ,   4 ° C = 0,92927 k J k g ⋅ K      

Com s 2 = s 1 = 0,92927   k J / k g K e com P 2 = 1   M P a , a gente olha na tabela A-13 (de vapor superaquecido).

Vamos precisar interpolar:

h 2 - 271,71 282,74 - 271,71 = 0,92927 - 0,9179 0,9525 - 0,9179

P 2 = 1 M P a s 2 = s 1     h 2 = 275 , 3 k J k g

E voltando pra tabela A-11

P 3 = 1 M P a s a t ,   l i q u i d o     h 3 = h f , 1 M P a = 107,32 k J k g    

No estrangulamento (throttling)

h 4 ≅ h 3 = 107,32   k J / k g

A vazão mássica na refrigeração é :

Q L = m h 1 - h 4 ⇒ m = Q L h 1 - h 4

m = 400 k J 252,77 - 107,32 k J k g  

m = 2750 k g s

A potência requerida será:

W i n = m h 2 - h 1

W i n = 2750 k g s ⋅ 275,3 - 255,77 k J k g

W i n = 61,93 k W

O COP será:

C O P R = Q L W i n = 400 k W 61,93 k W = 6,46

Resposta

C O P R = 6,46

W i n = 61,93 k W

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