Enunciado

Para o ciclo do Problema 10.4, determine

(a) as taxas de transferência de calor, em Btu por lb de refrigerante, para o refrigerante que escoa pelo evaporador e pelo condensador, respectivamente.

(b) as taxas e os sentidos das transferências de exergia, em Btu por lb de refrigerante, associadas a cada uma dessas transferências de calor. Considere T0 = 90°F (32,2°C).

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

Desenhando o diagrama T - s do ciclo de vapor de Carnot para refrigeração

Passo 3

a) Achando a taxa de transferência de calor usando a seguinte equação

Q e n t = h 1 - h 4

Aqui, h 1 é a entalpia do refrigerante no evaporador na saída e h 4 é a entalpia do refrigerante na entrada do evaporador

Q e n t = 104,12 - 42,57 = 61,55   B t u / l b

Achando a taxa de transferência de calor no condensador usando a seguinte equação

Q s a i = h 2 - h 3

Aqui, h 2 é a entalpia do refrigerante na entrada do condensador e h 3 é a entalpia do refrigerante na saída do condensador

Q s a i = 114,95 - 44,93 = 70,52   B t u / l b

Passo 4

b) Obtendo as propriedades do refrigerante da Tabela A-11E “Propriedades de Refrigerante 134a Saturado: Tabela de Pressão”

  • Com p = 140   l b f / i n 2 , temos que a temperatura de saturação é T C = 100,56 ° F
  • Com p = 40   l b f / i n 2 , temos que a temperatura de saturação é T E = 29,04 ° F

Achando a energia transferida no condensador

E q = Q s a i 1 - T 0 T C

Aqui, T 0 é a temperatura ambiente e lembrando de converter as temperaturas para a escala Rankine

E q = 70,52   B t u / l b 1 - 90 + 460 100,56 + 460 = 1,328   B t u / l b

Passo 5

Achando a energia transferida no evaporador

E q = Q e n t 1 - T 0 T E

Aqui, T 0 é a temperatura ambiente e lembrando de converter as temperaturas para a escala Rankine

E q = 61,55   B t u / l b 1 - 90 + 460 29,04 + 460 = - 7,672   B t u / l b

Resposta

a) Q e n t = 61,55   B t u / l b e Q s a i = 70,52   B t u / l b

b) E q = 1,328   B t u / l b   e   E q = - 7,672   B t u / l b

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