11 – 16   Considerando que a válvula de expansão do P r o b .   11 – 14   é substituída por uma turbina isentrópica, determine o aumento percentual no C O P e na taxa de remoção de calor do espaço refrigerado. Respostas: 4,2 % ;   4,2 %

Passo 1

Precisamos ter em mente que :

  • A turbina é isotrópica
  • Podemos 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

Se a turbina é isotrópica:

s 4 s = s 3 = s f , 0,7 M P a = 0,33230 k J k g ⋅ K

A entalpia:

x 4 s = s 3 - s f s f g 120 k P a = 0,33230 - 0,09275 0,85503 = 0,2802

h 4 s = h f + x 4 s h f g 120 k P a = 22,49 + 0,2802 ⋅ 214,48 = 82,58 k J k g

Assim:

Q L = m h 1 - h 4 s = 0,05 k g s 236,97 - 82,58 k J k g = 7,72 k W  

E o C O P R :

C O P R = Q L W i n = 7,72 k W 1,83 k W = 4,23

Passo 3

O aumento então será:

A u m e n t o   d e   Q L = Δ Q L Q L = 7,72 - 7,41 7,41 = 4,2 %  

A u m e n t o   d e   C O P R = Δ C O P R C O P R = 4,23 - 4 , 06 4,06 = 4,2 %

Resposta

A u m e n t o   d e   Q L = 4,2 %

A u m e n t o   d e   C O P R = 4,2 %

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