Enunciado

Refaça o problema anterior admitindo que o fluido de trabalho do ciclo é o R-22.

Passo 1

Opa, vamos resolver essa questão rapidinho?

Então, vem comigo!

O problema nos pede para repetir o exercício anterior e calcular o rendimento térmico deste ciclo, e para isso devemos analisar cada componente dele separadamente.

Começamos pela bomba.

Aqui temos um processo adiabático e reversível, assim, aplicando a equação de energia:

w P = h 2 - h 1

Como trabalhamos com um fluido incompressível facilmente calculamos o trabalho:

w P = ∫ v d p

w P = v 1 ( p 2 - p 1 )

Pela Tabela B.4.1, obtemos algumas propriedades do R-22 para as temperaturas de 40 e 85 ° C , respectivamente:

p 1 = 1534   k P a

v 1 = 0,0008 84   m 3 / k g

h 1 = 94,27   k J / k g

p 2 = 4037   k P a

Substituindo na equação:

w P = 0,0008 84 ⋅ 4037 - 1534

w p = 2,21   k J / k g

Assim, conseguimos calcular também h 2 :

w p = h 2 - h 1

2,21 = h 2 - 94,27

h 2 = 96,48   k J / k g

Passo 2

Seguindo para a caldeira.

Aqui, temos apenas a transferência de calor sem trabalho, então:

q H = h 3 - h 2

Como podemos obter h 3 pela Tabela B.4.1 a 85 ° C , conseguimos calcular o calor transferido:

h 3 = 253,69   k J / k g

Substituindo na equação:

q H = 253,69 - 96,48

q H = 157,21   k J / k g

Passo 3

Indo para a turbina.

Aqui temos novamente um processo isentrópico, então:

s 4 = s 3

Desse modo, conseguimos calcular o seu título:

s 4 = s 3 = 0,7918 = 0,3417 + x 4 ⋅ 0,5329

x 4 = 0 , 8446

Com isso, podemos agora calcular h 4 :

h 4 = 94,27 + 0 , 8446 ⋅ 166,88

h 4 = 235,22   k J / k g

Aplicando a equação de energia:

w T = h 3 - h 4

w T = 253,69 - 235,22

w T = 18,47   k J / k g

Passo 4

Por fim, vamos calcular o que se pede, que é o rendimento deste ciclo:

n = w t o t a l q H

n = w T - w P q H

n = 18 , 47 - 2,21 1 57,21

n = 0,10 3

Nem foi difícil né?

Te espero na próxima questão!

Resposta

n = 0,10 3

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