Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 123
Um sistema de refrigeração por compressão de dois estágios de uma unidade de separação de líquido-vapor adiabático, como esse mostrado a seguir na Fig. P11–123, utiliza refrigerante R-134a como fluido de trabalho. O sistema opera a 32 °C no evaporador, a 1.400 kPa no condensador e a 8,9 °C no separador. O refrigerante é circulado pelo condensador a uma taxa de 2 kg/s. Determine a taxa de resfriamento e a potência necessária para esse sistema. O refrigerante está como líquido saturado na entrada de cada válvula de expansão e como vapor saturado na entrada de cada compressor; os compressores são isentrópicos.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem?
Bem, para o problema, podemos esboçar o diagrama T-s como:
Bem, primeiramente vamos definir o valor da entalpia em cada estado.
Passo 2
Assim, sabemos que o estado 1 se encontra em vapor saturado e possui e sabendo que o refrigerante é o R-134a, da tabela termodinâmica de vapor saturado:
Sabe-se que o estado 2 se encontra em vapor superaquecido com e que , então: .
O estado 3 está em líquido saturado e possui , então:
E assumindo que há estrangulamento de 3-4, temos
O estado 5 está em líquido saturado e , então:
E assumindo que há estrangulamento de 5-6, temos
O estado 7 encontra-se em vapor saturado e , então:
Sabendo que , e analisando das tabelas termodinâmicas que a pressão de saturação para a temperatura de é , temos:
Passo 3
Aplicando o balanço de energia no separador, temos:
Então a taxa de resfriamento no sistema é:
E a potência total dos compressores:
Resposta
Portanto: