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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 14

11 – 14 Um refrigerador usa r e f r i g e r a n t e - 134 a como fluido de trabalho e opera em um ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor entre 0,12   M P a e 0,7   M P a . A vazão mássica do refrigerante é 0,05   k g / s . Mostre o ciclo em um diagrama T - s com as linhas de saturação. Determine ( a ) a taxa de remoção de calor do espaço refrigerado e a entrada de potência no compressor, ( b ) a taxa de rejeição de calor para o ambiente e ( c ) o coeficiente de performance. Respostas: ( a )   7,41   k W ;   1,83   k W ;   ( b )   9,23   k W ;   ( c )   4,06

Passo 1

Precisamos saber :

  • O processo de compressão é isentrópico.
  • O refrigerante entra no compressor como vapor saturado e deixa o condensador como líquido saturado.
  • Que devemos usar as tabelas para refrigerantes ( T a b e l a s   A - 11 E ,   A - 12 E   e   A - 13 E )
  • O diagrama T - s é:

Passo 2

Achamos os h ’ s   e   s ’ s :

P 1 = 120 k P a s a t ,   v a p o r     h 1 = h g ,   120 k P a = 236,97 k J k g     s 1 = s g ,   120 k P a = 0,94779 k J k g ⋅ K      

P 2 = 0,7 M P a s 2 = s 1     h 2 = 273,5 k J k g   ( T 2 = 34,95 ° C )

P 3 = 0,7 M P a s a t ,   l i q u i d o     h 3 = h f , 0,7 M P a = 88,82 k J k g    

No estrangulamento (throttling)

h 4 ≅ h 3 = 88,82   k J / k g

Passo 3

Letra a

Q L = m ( h 1 - h 4 )

Q L = 0,05 k g s 236,97 - 88,82 k J k g  

Q L = 7,41 k W

E tb:

W i n = m ( h 2 - h 1 )

W i n = 0,05 k g s 273,5 - 236,97 k J k g

W i n = 1,83 k W

Passo 4

Letra b

Q H = Q L + W i n

Q H = ( 7,41 + 1,83 ) k W  

Q H = 9,23 k W

Passo 5

Letra c

C O P R = Q L W i n

C O P R = 7,41 k W 1,83 k W

C O P R = 4,06

Resposta

a 7,41   k W ;   1,83   k W ;  

b 9,23   k W ;  

( c )   4,06

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