Enunciado

Refrigerante 134a entra em um compressor operando em regime permanente como vapor saturado a 0.12 MPa e sai a 1.2 MPa e 70°C, com uma vazão mássica de 0.108 kg/s. Conforme o refrigerante passa ao longo do compressor, a transferência de calor para a vizinhança ocorre a uma taxa de 0.32 kJ/s. Determine, em regime permanente, a potência de acionamento do compressor em kW.

Passo 1

Falaaa galera, belezinha?

Dados fornecidos

Pressão inicial p 1 = 0.12   M P a

Pressão final p 2 = 1.2   M P a

Temperatura final T 2 = 70 ° C

Taxa de fluxo de massa m ˙ = 0.108   k g / s

Taxa de transferência de calor Q ˙ C V = - 0.32   k J / s

Passo 2

Pela equação de equilíbrio de taxa de energia, obtemos

0 = Q ˙ C V - W ˙ C V + m ˙ h 1 - h 2 + V 1 2 - V 2 2 2 + g z 1 - z 2

W ˙ C V = Q ˙ C V - m ˙ h 1 - h 2

(Observação: Negligencie as velocidades, as energias)

Passo 3

A partir das propriedades da tabela de pressão saturada de R134a em p 1 = 0.12   M P a

h 1 = 233.86   k J / k g

A partir das propriedades da tabela de pressão saturada de R134a em p 1 = 1 . 2   M P a   e T 2 = 70 ° C

h 2 = 298.9 6   k J / k g

Então, colocando os valores na equação

W ˙ C V = Q ˙ C V - m ˙ h 1 - h 2

W ˙ C V = - 0.32 - 0.108 × 233.86 - 298.96

W ˙ C V = - 7.35   k J / s

(Observação: pode ser negativo ou positivo, você decide como deseja definir Q e W, para dentro ou fora de um sistema)

Resposta

Portanto, a entrada de energia para o compressor é de     W ˙ C V = - 7.35   k J / s .

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