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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 42

Líquido saturado de R - 12   a   25   ° C é estrangulado, em regime permanente, até a pressão de 150.9   k P a no capilar de um refrigerador. Qual é a temperatura na seção de descarga do capilar? Determine o aumento percentual na vazão em volume que ocorre neste escoamento.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Aplicando o balanço de energia, temos que:

h 1 + 1 2 V 1 2 + g Z 1 = h 2 + 1 2 V 2 2 + g Z 2

Onde:

  • h = e n t a l p i a   e s p e c í f i c a   n o   p o n t o .
  • V = v e l o c i d a d e   d e   e s c o a m e n t o   n o   p o n t o .
  • Z = c o t a   d e   a l t u r a   d o   f l u i d o   n o   p o n t o .
  • g = a c e l e r a ç ã o   d a   g r a v i d a d e .

Não ocorre variação de energia cinética no escoamento, e considerando a mesma cota de altura de análise do fluido, temos que:

Z 1 = Z 2

V 1 = V 2

Logo:

h 1 = h 2

Passo 2

Analisando a tabela das propriedades termodinâmicas para o R - 1 2 saturado a 25 ° C , temos que:

h l = 59,702   k J / k g

Portanto a entalpia específica na saída também terá esse valor. Logo:

h 2 = 59,7   k J / k g

Como não houve variação da entalpia, e houve variação de pressão, analisando para a pressão de 150,9   k P a , o fluido está na zona de mistura com temperatura de - 20 ° C . Logo:

T 2 = - 20 ° C

Podemos encontrar o título:

h 2 = h l + x 2 h v

x 2 = 59,7 - 17,82 160,92

x 2 = 0,26025

Passo 3

O volume específico será:

v 2 = v l + x 2 v v

v 2 = 0,000685 + 0,26025 0,10816

v 2 = 0,0288336   m 3 / k g

O volume específico inicial, também é obtido a partir da análise da tabela a 25 ° C :

v 1 = 0,000763   m 3 / k g

Portanto:

V ˙ 2 V ˙ 1 = m ˙ m ˙ ⋅ v 2 v 1 = 37,79

Ou seja, um aumento percentual de 3779 % .

Resposta

3779 %

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