Um ciclo básico de refrigeração por compressão de vapor utiliza refrigerante R-134a. A condensação do refrigerante ocorre na pressão de 800 kPa e sua
evaporação ocorre com pressão igual a 90 kPa . Sabendo-se que a capacidade do evaporador é igual a 15 TR, determine:
Dados: 1 TR =3,517 kW
a) O diagrama T-S.
b) O trabalho no compressor.
c) O calor removido do evaporador.
d) A vazão mássica e a eficiência do ciclo.
& Wc=45,42 kJ / kg & Q2=137,60 kJ / kg & dotm=0,383 kg / s / varepsilon=3,030

Passo 1

Vamos resolver um exercício sobre um ciclo básico de refrigeração por compressão de vapor usando o refrigerante R-134a. Precisamos entender o diagrama T-S (Temperatura vs Entropia), calcular o trabalho no compressor, o calor removido do evaporador, além da vazão mássica e a eficiência do ciclo. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica e aplicar fórmulas específicas passo a passo.

Passo 2

a) Diagrama T-S
O diagrama T-S representa as mudanças de temperatura e entropia durante o ciclo de refrigeração. Ele ajuda a visualizar os processos de compressão, condensação, expansão e evaporação do refrigerante. Embora eu não possa desenhar aqui, você pode imaginar um ciclo fechado com essas quatro etapas, mostrando como a temperatura e a entropia variam em cada ponto.

Passo 3

b) Trabalho no compressor
Para calcular o trabalho no compressor, usamos a fórmula:
Wc = h2 - h1
Onde Wc = 45,42 , kJ/kg e são as entalpias nos estados após e antes do compressor, respectivamente. Com base nos dados fornecidos, já sabemos que:

Passo 4

c) Calor removido do evaporador
O calor removido no evaporador ( Q2 = h1 - h4 ) é calculado pela diferença de entalpia entre o estado de entrada e saída do evaporador:
Q2 = 137,60 , kJ/kg
Segundo os dados:

Passo 5

d) Vazão mássica e eficiência do ciclo
A vazão mássica ( Capacidade = 15 times 3,517 = 52,755 , kW ) pode ser calculada usando a capacidade do evaporador. Sabendo que 1 TR = 3,517 kW e a capacidade é 15 TR:
dotm = CapacidadeQ2 = 52,755137,60 approx 0,383 , kg/s
Usando a fórmula:
varepsilon = CapacidadeWc times dotm = 52,75545,42 times 0,383 approx 3,030
A eficiência do ciclo ( ) é dada por:

Resposta

a) O diagrama T-S representa as variações de temperatura e entropia no ciclo de refrigeração.
b) O trabalho no compressor é .
c) O calor removido do evaporador é .
d) A vazão mássica é e a eficiência do ciclo é .

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