Enunciado

Um ciclo de refrigeração, que utiliza R - 12 como fluido de trabalho, opera numa condição onde a temperatura mínima é - 10 ° C e a pressão máxima é 1   M P a . A temperatura do refrigerante na seção de saída do compressor é 60   ° C . Admitindo que não existe perda de carga nos escoamentos de R - 12 nos trocadores de calor e que o compressor é adiabático, determine as transferências de calor específicas no condensador e no evaporador, a eficiência isoentrópica do compressor e o coeficiente de eficácia do ciclo.

Passo 1

Oi galera, como vocês estão? Espero que bem, vamos resolver mais essa! Bem, antes de tudo iremos observar o diagrama abaixo, que representa a situação descrita no Enunciado:

De acordo com o diagrama e o que foi apresentado no enunciado, temos que T 2 = 60 ° C , T e v a p = T 1 = - 10 ° C e P c o n d = P 3 = P 2 = 1   M P a , obteremos os dados das propriedades utilizando a Tabela B . 3 . Usaremos as seguintes equações:

q L = h 1 - h 4 (1)

q H = h 2 , A C - h 3 (2)

β   = q L w C (3)

η C = w C , S w c (4)

Dito isto, vamos pra o problema!

Passo 2

Primeiramente, vamos determinar cada uma das propriedades, estado por estado!

Estado (1): Interno ao compressor, vapor de saturação de - 10 ° C , h 1 = 183.19   k J / k g , s 1 = 0.7019   k J / k g   K ;

Estado (2): Saída atual do compressor, h 2 A C = 217.97   k J / k g ;

Estado (2s): Outro estado do compressor, 1   M P a , s = 0.7019 k J k g K ; T 2 , S = 49.66 ° C , h 2 , S = 210.1   k J / k g

Estado (3): Saída do condensador, saturação do liquido a 1   M P A , h 3 = 76.22   k J / k g ;

Estado (4): Válvula de saída, h 4 = h 3 ;

Com os dados estabelecidos, agora passaremos para a aplicação das equações!

Passo 3

Começaremos pela equação (1):

q L = h 1 - h 4

q L = 183.19 - 76.22

q L = 107   k J / k g

Agora para a equação (2):

q H = h 2 , A C - h 3

q H = 217.97 - 76.22

q H = 141.75   k J / k g

Agora precisaremos calcular w C e w C , S :

w c = h 2 , a c - h 1

w c = 217.97 - 183.19

w c = 34.78   k J / k g

w C , S = h 2 , S - h 1

w C , S = 210.1 - 183.19

w C , S = 26.91   k J / k g

Com esses dois termos devidamente prontos, podemos ir para as equações que restam, começando pela de número (3):

β   = q L w C

β   = 107 34.78

β   = 3.076

Agora para a equação (4):

η C = w C , S w c

η C = 26.91   34.78

η C = 0.774

Questão resolvida! até a próxima, fiquem bem e bye bye.

Resposta

q L = 107   k J / k g

q H = 141.75   k J / k g

β   = 3.076

η C = 0.774

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