11 – 29 C Considere um compressor isentrópico de um ciclo de refrigeração por compressão de vapor. Qual é a eficiência isentrópica e a eficiência exergética desse compressor? Justifique suas respostas. A eficiência exergética de um compressor é necessariamente igual à sua eficiência isentrópica? Explique.

Passo 1

Em um compressor isentrópico as eficiências são ambas 100%, mas são definidadas de forma diferente! As duas eficiências são geralmente próximas, mas diferentes. Nesse caso especial de um compressor isentrópico, as duas eficiências tornam-se iguais entre si, como comprovado a seguir:

C o m p r e s s o r   I s o t r ó p i c o ⇒ s 2 = s 1   e   h 2 s = h 2

Assim:

η s = W i s e n W = h 2 s - h 1 h 2 - h 1 = h 2 - h 1 h 2 - h 1 = 1 = 100 %

η I I = W r e v W = h 2 - h 1 - T 0 ( s 2 - s 1 ) h 2 - h 1 = h 2 - h 1 h 2 - h 1 = 1 = 100 %

No cálculo da eficiência isentrópica, a entalpia de saída é encontrada no estado de saída hipotético (na pressão de saída e na entropia de entrada) enquanto a eficiência da exergia envolve o estado de saída real.

Resposta

Em um compressor isentrópico as eficiências são ambas 100%, mas são definidadas de forma diferente! As duas eficiências são geralmente próximas, mas diferentes. Nesse caso especial de um compressor isentrópico, as duas eficiências tornam-se iguais entre si, como comprovado a seguir:

C o m p r e s s o r   I s o t r ó p i c o ⇒ s 2 = s 1   e   h 2 s = h 2

Assim:

η s = W i s e n W = h 2 s - h 1 h 2 - h 1 = h 2 - h 1 h 2 - h 1 = 1 = 100 %

η I I = W r e v W = h 2 - h 1 - T 0 ( s 2 - s 1 ) h 2 - h 1 = h 2 - h 1 h 2 - h 1 = 1 = 100 %

No cálculo da eficiência isentrópica, a entalpia de saída é encontrada no estado de saída hipotético (na pressão de saída e na entropia de entrada) enquanto a eficiência da exergia envolve o estado de saída real.

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