11 – 18 E Um refrigerador utiliza r e f r i g e r a n t e - 134 a como fluido de trabalho e opera segundo o ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor. O refrigerante evapora a 5   ° F e condensa a 180   p s i a . Essa unidade atende uma carga de resfriamento de 45.000   B t u / h . Determine a vazão mássica do refrigerante e a potência que essa unidade irá exigir.

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 :

T 1 = 5 ° F s a t ,   v a p o r     h 1 = h g ,   50 ° F = 103,82 B t u l b m     s 1 = s g ,   5 ° F = 0,22485 B t u l b m ⋅ R      

P 2 = 180   p s i a s 2 = s 1     h 2 = 121,99 B t u l b m

P 3 = 180 p s i a s a t ,   l i q u i d o     h 3 = h f , 180 p s i = 51,50 B t u l b m    

No estrangulamento (throttling):

h 4 ≅ h 3 = 51,50   B t u / l b m

Passo 3

Achamos o Q L (vazão mássica):

Q L = m h 1 - h 4 ⇒ m = Q L h 1 - h 4 = 45000 B t u h 103,82 - 51,5 B t u l b m

Q L = 860,1 l b m h

Passo 4

Achamos o W i n (Potência Requerida):

W i n = m h 2 - h 1 = 860,1 l b m h ⋅ 121,99 - 103,82 B t u l b m ⋅ 1 k W 3412,14 B t u h

W i n = 4582 k W

Resposta

Q L = 860,1 l b m h

W i n = 4582 k W

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