Ar entra no compressor de um ciclo de refrigeração Brayton ideal a 100 kPa e 300 K. A razão de pressão do compressor é 3,75, e a temperatura na entrada da turbina é 350 K. Determine

(a) o trabalho líquido de acionamento, por unidade de massa de ar, em kJ/kg.

(b) a capacidade frigorífica, por unidade de massa de ar, em kJ/kg.

(c) o coeficiente de desempenho.

(d) o coeficiente de desempenho de um ciclo de refrigeração de Carnot, operando entre reservatórios térmicos a TC = 300 K e TH = 350 K, respectivamente.

O diagrama é mostrado abaixo

Estado 1

Temperatura de entrada do ar no estado 1, da Tabela de “Propriedades de Gás Ideal do Ar”

Estado 2

Da relação do processo isentrópico, temos

Da tabela de “Propriedades de Gás Ideal” a

Determinamos a entalpia no estado 2 usando interpolação

Estado 3

Temperatura de entrada do ar no estado 3, da Tabela de “Propriedades de Gás Ideal do Ar”

Estado 4

Da relação do processo isentrópico, temos

Da tabela de “Propriedades de Gás Ideal” a

Determinamos a entalpia no estado 4 usando interpolação

A entrada de trabalho no compressor por unidade de massa do ar é

A entrada de trabalho na turbina por unidade de massa do ar é

O trabalho total por unidade de massa é

b) a capacidade de refrigeração por unidade de massa do ar é

c) o coeficiente de performance do ciclo

d) o coeficiente de performance do ciclo de refrigeração de Carnot