Enunciado

A Fig. P10.9 fornece os dados de operação de um ciclo de refrigeração por compressão de vapor ideal em regime permanente, com Refrigerante 134a como fluido de trabalho. A vazão mássica do refrigerante é 30,59 lb/min (0,23 kg/s). Esboce o diagrama T–s para o ciclo e determine

(a) a potência do compressor, em HP.

(b) a taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho que escoa pelo condensador, em Btu/min.

(c) o coeficiente de desempenho.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

Desenhando o diagrama T - s

Os estados são

  • Processo 1-2: compressão isentrópica do refrigerante
  • Processo 2-3: transferência de calor do refrigerante a pressão constante através do condensador
  • Processo 3-4: processo de estrangulamento do ponto 3 a bifásico líquido vapor mistura no estado
  • Processo 4-1: a transferência de calor para o refrigerante a pressão constante através do evaporador

Passo 3

As propriedades de diferentes estados

Passo 4

a) o trabalho de entrada no compressor

W ˙ C = m ˙ h 2 - h 1 = 30,59   l b / m i n 1   m i n 60   s 131,04 - 102,94 B t u / l b 1   h p 2545   B t u / l b

∴ W ˙ C = 20,27   h p

Passo 5

b) a taxa de transferência de calor, de trabalho de fluido passando pelo condensador

Q ˙ s a i = m ˙ h 1 - h 3 = 30,59   l b / m i n 131,04 - 50,69   B t u / l b

∴ Q ˙ s a i = 2459,4   B t u / m i n

Passo 6

c) o coeficiente de performance do ciclo é

β = Q ˙ e n t W ˙ e n t = h 1 - h 4 h 2 - h 1 = 102,94 - 50,64 131,04 - 102,94

∴ β = 1,86

Resposta

a) W ˙ C = 20,27   h p

b) Q ˙ s a i = 2459,4   B t u / m i n

c) β = 1,86

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