Conforme ilustrado na Fig. P4.97, refrigerante 22 entra no compressor de uma unidade de ar condicionado, operando em regime permanente, a 40°F (4,4°C) e (551,6 KPa),e é comprimido até 140°F (60,0°C) e (1,4 Mpa). O refrigerante que sai do compressor entra em um condensador, onde ocorre transferência de energia para o ar como um fluxo separado, e o refrigerante sai com um líquido a e 90°F (32,2°C). Ar entra no condensador a 80°F (26,7°C) e (101,3 KPa) com uma vazão volumétrica de (0,35 ) e sai a 110°F (43,3°C). Ignorando as perdas de calor e os efeitos das energias cinéticas e potencial, e admitindo o modelo de gás ideal para o ar, determine (a) a vazão mássica do refrigerante em lb/min e (b) a potência do compressor, em hp.
Passo 1
Faaaaaaaaala galera, bora para mais um?
Considere a figura a seguir que mostra o compressor e a unidade condensadora.
Passo 2
- Calcule a taxa de fluxo de massa do refrigerante usando a equação do balanço de energia. O calor perdido pelo refrigerante é igual ao calor ganho pelo ar
- Calcularemos a entrada de energia para o compressor usando a seguinte equação
Obtendo as seguintes propriedades para o R-22 na tabela A-9E” Propriedades do vapor refrigerante superaquecido 22”, do livro texto
Em
Em
Obtenha as propriedades do refrigerante no estado 3, na tabela A-7E “Propriedades do refrigerante saturado 22” no livro texto, .
Em, 90°F,
Passo 3
Obtenha as seguintes propriedades do ar da tabela A-22E, “Propriedades ideais do ar” do livro didático.
Obtenha o valor da entalpia em 100°F por meio da interpolação.
No
No
Em
Passo 4
Calcularemos a taxa de fluxo de massa de ar usando a equação do gás ideal.
Calcularemos a constante do gás para o ar
Passo 5
Calculando A taxa de fluxo de massa de ar usando a equação (2)
Passo 6
Calcularemos a taxa de fluxo de massa de ar do refrigerante usmado a equação (1)
Consequentemente, a taxa de fluxo de massa do refrigerante é de 4.67 lb/min
Passo 7
Reescrevendo a equação reduzida desprezando as mudanças de potencial e energia cinética, e considerando que não há transferência de calor.
Fazendo as devidas substituições, teremos:
Aqui o sinal e negativo pois indica a entrada de energia fornecida ao compressor.
Portanto, a entrada de energia para o compressor em HP é de 1.413 hp
Resposta
- Consequentemente, a taxa de fluxo de massa do refrigerante é de 4.67 lb/min.
- Portanto, a entrada de energia para o compressor em HP é de 1.413 hp.