Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 65
Refrigerante-134a entra em um compressor adiabático como vapor saturado a a uma taxa de , saindo a de pressao. Considerando que a eficiencia isentropica do compressor e de , determine o consumo real de potencia e a eficiencia de segunda lei do compressor. Considere que a vizinhanca esteja a .
Passo 1
Temos um refrigerante que entra em um compressor adiabático com eficiência de 0,8 e o estado específico e o volume específico precisam ser calculados para determinarmos a o a potencial real e a segunda lei da eficiência no compressor.
Assumindo que este processo está em regime permanente, desde não ocorra variação com o tempo. A variação da energia cinética e potencial serão desconsideradas. Devido o dispositivo ser adiabático ocorre que não há transferência de calor.
Coletando as propriedades do refrigerante nas tabelas A-11E A-13E.
Implica em que:
Condições de saída:
Passo 2
a)Precisamos determinar o fluxo de massa para assim escrever a equação do balanço de energia por final determinar a o consumo de energia ou energia de entrada.
Determinando o fluxo de massa:
Calculando outra propriedade importante para os nossos cálculos.
Analisando a eficiência isotrópica, temos:
Portanto:
Implica em:
Passo 3
Como possuímos apenas uma entrada e apenas uma saída, segundo a lei da conservação da massa o fluxo de massa de entrada e de saída tem que ser iguais. Portanto podemos escrever as equações do fluxo de energia as seguintes maneiras:
Devido ser um sistema de controle de volume a taxa de variação de energia permanece igual na entrada e saída.
Portanto:
Substituindo valores temos:
Passo 4
b)Para determinarmos a energia reversível utilizaremos o balanço de equação de exergia.
Como o sistema é de controle de volume e regime permanente podemos escrever a equação de balanço da seguinte forma:
Como a exergia destruída é igual à zero, pois é reversível neste caos e a variação da exergia tende a zero, pois estamos em regime permanente. Temos:
Note que e será igual à zero, pois consideramos a variação destes como insignificantes.
Substituindo valores temos:
A gora que possuímos a energia reversível finalmente poderemos aplicar a segunda lei da eficiencia no compressor.
Resposta
a)
b)