A Fig. P4.96 fornece dados de regime permanente para uma válvula de estrangulamento em série com um trocador de calor. Refrigerante 134a no estado de líquido saturado entra na válvula a T 1 = 36 ° C com uma vazão mássica de 0,26 kg/s e sofre um processo de estrangulamento até T 2 = - 8 ° C. O refrigerante então entra no trocador de calor, saindo como vapor saturado sem qualquer decréscimo significativo na pressão. Água líquida entra como um fluxo separado no trocador de calor a T 4 = 20 ° C e sai como líquido a T 5 = 10 ° C . As perdas de calor e os efeitos das energias cinética e potencial podem ser ignorados. Determine (a) a pressão no estado 2, em KPa, e (b) a vazão mássica do fluxo de água líquida, em kg/s.

Passo 1

E ai pessoal, tudo tranquilo??

Bora que bora ?

Primeiro passo e desenhar o diagrama mostrando a válvula de estrangulamento e o trocador de calor

Passo 2

Obtenha as propriedades de R-134a em estado 2

Obtenha as propriedades de R-134a na T 2 = - 8 ° C , tabela A-10, “Propriedades de saturados de R-134a “ no livro texto

Pressão de saturação p 2 = 2.1704   b a r

Entalpia específica de líquido saturado, h f = 39.54   k J / k g .

Entalpia específica de vapor saturado, h g = 242.54   k J / k g

A entalpia no estado 2 está entre o líquido saturado e o vapor saturado

h f < h 2 < h g

Como o estado 2 está em condição líquido, a pressão no estado 2 á pressão de saturação em T 2 = - 8   ° C

p 2 = 2.1704   b a r .

Portanto , a pressão no estado 2 é de p 2 = 2.1704   b a r .

Passo 3

Obtendo a entalpia específica no estado 3

p 3 = p 2 = 2.1704   b a r

Pela tabela A-10” Propriedades das tabelas saturadas de R-134a", no livro texto

h 3 = h g = 242.54   k J / k g

Obtendo a entalpia da água líquida na temperatura   T 4 = 20 ° C da tabela A-2 “ Propriedades da água saturada “ no livro texto.

h 4 = h f = 83.96   k J / k g

Da mesma maneira, obtendo a entalpia da água líquida na temperatura T 5 = 10 ° C ta tabela A-2 “ Propriedades da água saturada “ no livro texto

h 5 = h f = 42.01   k J / k g

Passo 4

Aplicando a equação de equilíbrio de energia ao trocador de calor

m ˙ 2 h 3 - h 2 = m ˙ w ( h 4 - h 5 )

Substituindo

0.26 242.54 - 100.25 = m ˙ w ( 83.96 - 42.01 )

36.9954 = 41.95 m ˙ w

m ˙ w = 0.8818   k g / s

Portanto, a taxa de fluxo de massa água líquida é de 0.8818 kg/s

Resposta

Portanto, a taxa de fluxo de massa água líquida é de 0.8818 kg/s

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