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
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.
evaporação ocorre com pressão igual a 90 kPa . Sabendo-se que a capacidade do evaporador é igual a 15 TR, determine:
Dados: 1 TR
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.
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:
Onde
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 (
) é calculado pela diferença de entalpia entre o estado de entrada e saída do evaporador:
Segundo os dados:
Passo 5
d) Vazão mássica e eficiência do ciclo
A vazão mássica (
) pode ser calculada usando a capacidade do evaporador. Sabendo que 1 TR = 3,517 kW e a capacidade é 15 TR:
Usando a fórmula:
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
.