Enunciado

Refrigerante 134a entra em um compressor com um fluxo de massa de 5 kg/s e a uma velocidade desprezível. O refrigerante entra no compressor como vapor saturado a 10 °C e deixa o compressor a 1.400 kPa com uma entalpia de 281,39 kJ/kg e uma velocidade de 50 m/s. A taxa de trabalho realizada no refrigerante é de 132,4 kW. Considerando que a diferença de altura entre a entrada e a saída do compressor é insignificante, determine (em kW) a taxa de transferência de calor associada a esse processo.

Passo 1

Vamos assumir que:

Este é um processo de fluxo constante, pois não há alterações com o tempo.

As alterações cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.

Sabemos que da tabela A-11, temos:

T 1 = 10 º C → h 1 = 256.16   k J / k g

x 1 = 1

O balanço de energia é:

d E e n t d t - d E s a í d a d t = Δ d E s i s t e m a d t = 0

d E e n t d t = d E s a í d a d t

d W e n t d t - d Q s a í d a d t + d m d t ( h 1 + V 1 2 2 ) = d m d t ( h 2 + V 2 2 2 ) , já que Δ p e   = 0

d Q s a í d a d t = d W e n t d t + d m d t ( h 1 - h 2 - V 2 2 2 )

Substituindo temos:

d Q s a í d a d t = d W e n t d t + d m d t ( h 1 - h 2 - V 2 2 2 ) = 0.02   k W

Resposta

d Q s a í d a d t = 0.02   k W

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