Enunciado

R-134a, saturado a - 10 ° C , é bombeado/comprimido até uma pressão de 1,0   M P a com uma vazão de 0,5   k g / s em um processo adiabático reversível. Calcule a potência requerida e a temperatura de saída para os dois casos de estado de entrada do R-134a seguintes:

a. Título de 100 %

b. Título de 0 % .

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Nós temos os seguintes dados, fornecidos pelo enunciado

m 1 ' = 0,5 k g s

T 1 = 263,15   K

p 2 = 1000   k P a

O processo é adiabático (isentrópico), logo

Q = 0

Passo 2

A - Nesta parte do problema estamos falando do compressor que está comprimindo vapor saturado ( x 1 = 1 ) . Em primeiro lugar, temos de obter alguns dados cruciais para resolver este problema da tabela B.5.1

p 1 = p g = 201,7   k P a

h 1 = h g = 392,28 k J k g

s 1 = s g = 1,7319 k J k g   K

s 1 = s 2   ( o   c o m p r e s s o r   é   i s e n t r ó p i c o )

Assumimos que no estado 2 nosso fluido de trabalho está na área superaquecida. Como as entropias no estado 1 e no estado 2 são iguais, podemos, a partir da tabela B.5.1, usando a interpolação linear para encontrar a temperatura da saída T 2 e a entalpia:

T 2 = T b a i x o + s 2 - s b a i x o T u p - T b a i x o s u p - s b a i x o  

Substituindo os termos, nós temos que

T 2 = 313,15 + 1,7319 - 1,7148 323,15 - 313,15 1,7494 - 1,7148 = 318,15   K

E para o h 2

h 2 = h b a i x o + s 2 - s b a i x o h u p - h b a i x o s u p - s b a i x o = 425,7 k J k g

Agora vamos configurar a 1ª lei da equação da termodinâmica. Encontrando a saída de energia necessária:

q c + h 1 = h 2 + w c

Isolando o w c

w c = h 1 - h 2

Substituindo os termos

w c = 392,28 - 425,7 = - 33,4 k J k g

E com isso

W c ' = m ' w c

Novamente, fazendo o processo de substituição

W c ' = 0,5 - 33,4 = - 16,7   k W

Passo 3

B - Nesta parte do problema estamos falando da bomba que bombeia líquido saturado ( x 1 = 0 ) . Em primeiro lugar, temos de obter alguns dados cruciais para resolver este problema da tabela B.5.1:

p 1 = p f = 201,7   k P a

h 1 = h f = 186,72 k J k g

v 1 = v f = 0,000755 m 3 k g

Vamos supor que a bomba seja isentrópica ( Q = 0 ) e que o líquido seja incompressível ( v ≈ c t e ) . Para encontrar a potência da bomba, vamos configurar a equação

w p = - ∫ 1 2 v   d p

Com isso, nós temos que

w p = - v 1 p 1 - p 2

Fazendo a substituição,

w p = - 0,000755 ∙ 1000 - 201,7 = - 0,6 k J k g

Logo, obtemos o seguinte resultado para W p '

W P ' = m ' w p

Novamente, fazendo o processo de substituição

W p ' = 0,5 ∙ - 0,6 = - 0,5   k W

Agora nos resta encontrar a temperatura de saída T 2 ​ e para isso vamos estabelecer a 1ª lei da equação da termodinâmica

q p + h 1 = h 2 + w p

Isolando o h 2

h 2 = h 1 - w p = 186,72 + 0,6 = 187,3 k J k g

Assumindo que o estado 2 é líquido saturado, podemos encontrar a temperatura de saída T 2 da tabela B.5.1 usando a interpolação linear

T 2 = T b a i x o + h u p - h b a i x o T u p - T b a i x o h u p - h b a i x o  

Fazendo a substituição, nós temos que

T 2 = 263,15 + 187,3 - 186,72 268,15 - 263,15 193,32 - 186,72 = 263,55   K

Resposta

Respondido acima!

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