10.3 Um sistema frigorifico, operando com refrigerante 22; deve apresentar uma capacida. de de refrigeração de 80 kW . O ciclo é o padrão de compressão a vapor, com temperatura de evaporação de -8^circ C e de condensação de 42^circ C.
(a) Determine a vazão em volume de refrigerante em metros cúbicos por segundo referida à aspiração do compressor.
(b) Calcule a poténcia do compressor necessíria.
(c) Qual é a fração de vapor na mistura na entrada do evaporador,’ expressa na razão em massa e em volume? Resp.: (c) 0, 292 ; 0,971.

Passo 1

O sistema é um ciclo de compressão de vapor com R-22, capacidade frigorífica dotQL=80,kW, evaporação a -8,^circC e condensação a 42,^circC. Vamos usar tabelas termodinâmicas de R-22 para obter entalpias, entropias e volumes específicos, e daí calcular a vazão volumétrica na sucção, a potência do compressor e as frações de vapor na entrada do evaporador.

Passo 2

Buscamos nas tabelas de R-22, a -8,^circC (estado 1): entalpia do vapor saturado h1= hg(-8), volume específico do vapor saturado v1=vg(-8) e entalpia do líquido saturado a 42 °C (estado 3) h3=hf(42). O estado 4 (saída da válvula) tem h4=h3.

Passo 3

A vazão mássica é determinada por balanço no evaporador:

Passo 4

dotm=dotQLh1-h4,,

Passo 5

e a vazão volumétrica referida à sucção do compressor é

Passo 6

dotV=dotm,v1

Passo 7

Para a potência do compressor, assumimos compressão isentrópica de 1 a 2s, logo

Passo 8

s2=s1Rightarrow h2s é lido na tabela de superaquecimento a 42,^circC,,é

Passo 9

e

Passo 10

dotWc=dotm,(h2s-h1)

Passo 11

Na entrada do evaporador temos mistura a -8,^circC e entalpia h4. A fração mássica de vapor é

Passo 12

x=h4-hf(-8)hg(-8)-hf(-8)

Passo 13

A fração volumétrica de vapor é dada por

Passo 14

phi=x,vg(-8)vf(-8)+x,(vg(-8)-vf(-8))

Resposta

(a) dotVapprox0,055,m^3/s na sucção
(b) dotWcapprox31,kW
(c) fração mássica xapprox0,292, fração volumétrica phiapprox0,971

Exercícios relacionados