Num ciclo básico de refrigeração por compressão de vapor, as pressões de mudança de fase são iguais a 1,1 Mpa e 0,1 Mpa. Sabendo que o evaporador tem uma capacidade de refrigeração (CR) igual a 16, e que o fluido de trabalho é o refrigerante R-134a, calcule:
O trabalho no compressor.
O trabalho no compressor.
Passo 1
Beleza, o exercício é sobre um ciclo básico de refrigeração por compressão de vapor usando R-134a. Temos:
- Pressão de evaporação Pe = 0,1 MPa
- Pressão de condensação Pc = 1,1 MPa
- Capacidade de refrigeração Q̇_e = 16 kW
E nos pedem o trabalho do compressor, isto é, Ẇ_c.
Para resolver vamos precisar:
- Identificar os quatro estados do ciclo (1 na saída do evaporador, 2 na saída do compressor, 3 depois do condensador e 4 depois da válvula de expansão).
- Pegar entalpia e entropia nesses estados em tabelas de R-134a.
- Calcular a vazão mássica pelo balanço no evaporador:
. - Calcular o trabalho do compressor:
.
Passo 2
Estado 1 (saída do evaporador): é vapor saturado a Pe = 0,1 MPa.
- Na tabela de R-134a, para P = 0,1 MPa, encontramos
Estado 4 (saída da válvula): é líquido saturado a Pc = 1,1 MPa.
- Da tabela, para P = 1,1 MPa,
Passo 3
Estado 2 (saída do compressor, processo isentrópico 1→2):
- Como o compressor é ideal,
e P_2 = 1,1 MPa. - Consultamos a tabela superaquecido de R-134a em P = 1,1 MPa para achar
tal que .
Estado 3 (saída do condensador) não entra diretamente no cálculo do trabalho do compressor.
Passo 4
Agora calculamos a vazão mássica:
Em seguida o trabalho do compressor é
Resposta
Usando os valores de entalpia das tabelas de R-134a e fazendo as contas acima, achamos: