Um sistema em cascata é composto de dois ciclos ideais de refrigeração, conforme mostrado na Fig. 11.32. O ciclo de alta temperatura usa o R-22. Líquido saturado sai do condensador a 40   ° C , e vapor saturado sai do trocador de calor a - 20   ° C . O ciclo de baixa temperatura usa um refrigerante diferente, o R-23. Vapor saturado sai do evaporador a - 80   ° C , com h = 330   k J / k g , e líquido saturado sai do trocador de calor a - 10   ° C , com h = 185   k J / k g . O R-23, saindo do compressor, tem h = 405   k J / k g . Calcule a razão entre as vazões mássicas nos dois ciclos e o C O P no sistema total.

Passo 1

Fala, galera! Vamos resolver essa questão.

Essa questão é basicamente aplicação de fórmulas e nós vamos relembrando essas fórmulas nos próximos passos. Vamos começar dando uma olhadinha nos diagramas do processo:

Vamos lá!

Passo 2

Vamos analisar algumas propriedades para estabelecer as relações.

Note que:

m ˙ m ' ˙ = h 1 ' - h 4 ' h 2 - h 3 = 242,1 - 94,3 405 - 185 = 0,672

q L = h 1 - h 4 = 330 - 185 = 145   k J / k g

Logo, vamos ter:

- W ˙ t o t m ˙ = 405 - 330 + 1 0,672 ( 289 - 242,1 = 144,8   k J / k g

Assim, temos o coeficiente de desempenho:

β = Q L - W ˙ t o t = 145 144,8 = 1,0

E finalizamos a questão! Até a próxima, galera!

Resposta

m ˙ m ' ˙ = 0,672

β = 1,0

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