Enunciado

A Fig. P4.98 mostra parte de um sistema de refrigeração que consiste em um trocador de calor, um evaporador, uma válvula de estrangulamento e a tubulação associada. Dados para operação em regime permanente com o Refrigerante 134a são fornecidos na figura. Não existe transferência de calor significativa para ou do trocador de calor, para ou da válvula e para ou da tubulação. Os efeitos as energias cinética e potencial podem ser ignorados. Determine a taxa de transferência de calor entre o evaporador e sua vizinhança, em Btu/h.

Passo 1

Ceis tão cansadinhos já? Bora da um gás ??

Partiu !!!

Primeiro passo vamos fazer o diagrama

Passo 2

Em

p 1 = 120   l b f / i n 2     e   T s a t = 90.54 ° F > T 1

T 1 = 85 ° F

h 1 = h f 1

h 1 = 38.99   B t u / l b

Em

p 4 = 15   l b f / i n 2     e   T 4 = 10 ° F

Partindo das propriedades da tabela R-134a superaquecida

h 4 = 102.42 + 106.34 - 102.42 10 - 0 20 - 0

h 4 = 102.42 + 1.96

h 4 = 104.38   B t u / l b

Passo 3

p 4 = 15   l b f / i n 2     e   T 4 = 10 ° F

Partindo das propriedades das tabelas de R134a de superaquecidos

Por interpolação

v 4 = 3.0893 + 3.2468 - 3.0893 10 - 0 20 - 0

v 4 = 3.168   f t 3 / l b

Passo 4

Taxa de fluxo de massa,

m ˙ = ( A V ) 4 v 4

m ˙ = 9.5 3.168 × 60

m ˙ = 179.924   l b / h r

Passo 5

Usando a equação de equilíbrio da taxa de energia

0 = Q ˙ c v - W ˙ c v + m ˙ h 4 - h 1 + V 4 2 - V 1 2 2 + g z 4 - z 1

O trabalho realizado, energia cinética e potencial são insignificantes.

Q ˙ c v = m ˙ 4 h 4 - h 1

Q ˙ c v = 179.924   ( 104.38 - 38.99 )

Q ˙ c v = 11765.23   B t u / h r

Portanto a taxa de transferência de calor entre o evaporador e seus arredores é Q ˙ c v = 11765.23   B t u / h r .

Resposta

Portanto a taxa de transferência de calor entre o evaporador e seus arredores é Q ˙ c v = 11765.23   B t u / h r .

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