[4,0 \mathrm{p}] Um compressor de refrigeração opera com R290 à 50 Hz e tem deslocamento de 5,54 \mathrm{~cm}^{3}. Dados do catálogo do compressor se encontram abaixo. Obtenha curvas de eficiências volumétrica e global do compressor em função da razão de pressão (=pressão de condensação/pressão de evaporação). Considere fluido refrigerante com temperatura de 32^{\circ} \mathrm{C} na saída do evaporador.
CONDIÇÕES DE TESTE:
ASHRAE32
(Temperauta de condensação 35^{\circ} \mathrm{C}\left(+95^{\circ} \mathrm{F}\right) ) @ 220 V 50 Hz Estático
Temperatura de evaporação Capacidade de refrigeração +/- 5% Consumo de potência +/- 5% Consumo de corrente +/- 5% Fluxo de massa +/- 5% FAIXADE EFICIÊNCIA +/-7%
{ }^{\circ} \mathrm{C} [Btu/h] [kcal/h] [W] [W] [A] [kg/h] [Btu/Wh] [ \mathrm{kcal} / \mathrm{Wh} ] [W/W]
-35 537 135 157 104 0.57 1.59 5.17 1.30 1.51
-30 708 178 207 115 0.61 2.10 6.14 1.55 1.80
-25 904 228 265 126 0.65 2.69 7.20 1.81 2.11
-20 1129 284 331 136 0.69 3.37 8.26 2.08 2.42
-15 1387 349 406 149 0.74 4.15 9.25 2.33 2.71
-10 (+14) 1683 424 493 166 0.78 5.06 10.11 2.55 2.96

Passo 1

O enunciado pede para obter duas curvas em função da razão de pressão
\pi = \frac{p_{\rm cond}}{p_{\rm evap}}
– a eficiência volumétrica \eta_{\rm vol} e a eficiência global (COP, ou \eta_{\rm glob}) – de um compressor que opera com R- 290, usando seus dados de capacidade, potência e massa de descarga fornecidos na tabela de teste (condensação a 35^\circ\mathrm{C}, várias temperaturas de evaporação). Para calcular
1. \pi, preciso das pressões de saturação de R- 290 em 35^\circ\mathrm{C} e em cada temperatura de evaporação;
2. \eta_{\rm vol}, preciso do deslocamento volumétrico por ciclo, da velocidade ( 50 Hz \to 50 ciclos/s) e do volume específico de vapor na sucção;
3. \eta_{\rm glob} é simplesmente o COP já dado na tabela (coluna [W/W]).

Passo 2

Para determinar \pi e \eta_{\rm vol} preciso dos dados termodinâmicos de R- 290 (tabelas de pressão de saturação x temperatura e de volume específico x temperatura). Essas propriedades não foram fornecidas no enunciado nem na tabela do compressor. Sem elas, não há como:
  • achar p_{\rm evap} em cada temperatura de evaporação;
  • achar o volume específico do vapor de sucção e, portanto, calcular o fluxo volumétrico real na sucção;
  • portanto, não é possível computar \eta_{\rm vol} nem a razão de pressão \pi.

Resposta

Não há informação suficiente: faltam as propriedades termodinâmicas (pressão de saturação e volumes específicos) do R- 290 para as temperaturas de evaporação e condensação necessárias ao cálculo de \pi e de \eta_{\rm vol}.

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