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Enunciado

Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 25

O sistema de refrigeração por compressão de vapor de uma geladeira doméstica tem uma capacidade frigorífica de 1000 Btu/h. O refrigerante entra no evaporador a -10°F e sai a 0°F. A eficiência isentrópica do compressor é de 80%. O refrigerante se condensa a 95°F e sai do condensador sub-resfriado a 90°F. Não existe queda de pressão apreciável nos escoamentos e no condensador. Determine as pressões no evaporador e condensador, a vazão mássica do refrigerante, a potência de acionamento do compressor e o coeficiente de desempenho para (a) refrigerante e (b) propano como fluidos de trabalho.

Passo 1

Fala pessoaaal! Como vocês estão? Bora pra mais uma questãozinha massa!

  1. Para o refrigerante 134 a temos:

    2. Estado 1:

    P 1 = - 10 ° F ∙ P s a t = 16,674   l b f / i n ²

    Para o estado 2:

    P 2 = 95 ° F ∙ P s a t = 128,62   l b f / i n ²

    h 25 = 121,01 B t u l b

    h 2 = h 1 + h 25 - h 1 η c = 125,7   B t u / l b

    Para o estado 3:

    h 3 = h f T 3 = 40,72   B t u / l b

    Para o estado 4:

    h 3 = h 4

  2. Para o propano:

Estado 1:

P 1 = - 10 ° F ∙ P s a t = 31,9   l b f / i n ²

Para o estado 2:

P 2 = 95 ° F ∙ P s a t = 176,9   l b f / i n ²

h 25 = 230,61 B t u l b

h 2 = h 1 + h 25 - h 1 η c = 239,7   B t u / l b

Para o estado 3:

h 3 = h f T 3 = 77,74   B t u / l b

Para o estado 4:

h 3 = h 4

Passo 2

Temos então para a capacidade frigorífica:

r e f r i g e r a n t e → M = Q i n h 1 - h 4 = 0,271   l b / m i n

p r o p a n o → M = Q i n h 1 - h 4 = 0 , 143   l b / m i n

Para a potência:

r e f r i g e r a n t e → W c = m h 2 - h 1 = 0,150   h p

p r o p a n o → W c = m h 2 - h 1 = 0,153   h p

E para o coeficiente de performance:

r e f r i g e r a n t e → β = h 1 - h 4 h 2 - h 1 = 2,62

p r o p a n o → β = h 1 - h 4 h 2 - h 1 = 2 , 56

Resposta

  1. Refrigerante

    2. M = 0,271   l b / m i n

    W c = 0,150   h p

    β = 2,62

  2. Propano

M = 0,143   l b / m i n

W c = 0,153   h p

β = 2,56

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