Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 94
Um ciclo de refrigeração por absorção de água-amônia é usado para manter um espaço a 25 °F, sob uma temperatura ambiente de 70 °F. Amônia pura entra no condensador a 300 psia e 140 °F a uma taxa de 0,04 lbm/s. A amônia que sai do condensador como líquido saturado é expandida até 30 psia; já a amônia saindo do evaporador é vapor saturado. Calor é fornecido ao gerador por água geotérmica líquida que entra a 240 °F a uma taxa de 0,55 lbm/s e sai a 200 °F. Determine (a) a taxa de resfriamento fornecida pelo sistema, em Btu/h, bem como o COP, e (b) a eficiência de segunda lei do sistema. As entalpias da amônia nos vários estados do sistema são: entrada do condensador = 665,7 Btu/lbm, entrada do evaporador = 190,9 Btu/lbm, saída do evaporador = 619,2 Btu/lbm. Considere também que o calor específico da água geotérmica é 1,0 Btu/lbm°F.
Passo 1
Letra a)
Oi pessoal, tudo bem?
Bem, sabemos a taxa de resfriamento fornecida pelo sistema de refrigeração pode ser dada por:
O COP do sistema pode ser descrito como:
E, para encontrar o valor de , lembremos da equação:
Então:
Passo 2
Letra b) Assim como no problema anterior, podemos encontrar a eficiência da segunda lei do sistema pela razão entre o e o (COP encontrado pela fórmula da máxima performance que o sistema de refrigeração por absorção pode ter). Assim, o pode ser descrito como:
Lembrando que e são as temperaturas termodinâmicas do espaço refrigerado, do
ambiente e da fonte de calor, respectivamente.
Então:
Obs: Para o sistema americano, é utilizado o Rankine (R) para medida de temperatura padrão. E, para a conversão de para são aproximadamente
Assim, podemos determinar a eficiência da segunda lei:
Resposta
Portanto:
Letra a) ;
Letra b)