Um ciclo ideal de compressão mecânica de vapor utiliza refrigerante
-134a, com vazão mássica de
se comunica com uma região fria e com uma região quente, onde:
vapor saturado de R-134a entra no compressor, com entropia igual a
. K), onde após um processo isentrópico, a pressão na saída do mesmo é de
(kPa); líquido saturado sai do condensador a uma temperatura de
para entrar na válvula de expansão. Determinar o que se pede e comentar os resultados:
A capacidade frigorífica, em (TR);
A capacidade frigorífica, em (TR);
Passo 1
Beleza, vamos lá. O enunciado fala de um ciclo de refrigeração ideal com R-134a e vazão mássica de 0,08 kg/s.
Temos:
• Estado 1: vapor saturado entra no compressor com entropia kJ/kg·K.
• Compressor isentrópico até kPa.
• No condensador sai líquido saturado a .
• Válvula de expansão leva ao estado 4.
Temos:
• Estado 1: vapor saturado entra no compressor com entropia
• Compressor isentrópico até
• No condensador sai líquido saturado a
• Válvula de expansão leva ao estado 4.
Conteúdo: termodinâmica de ciclos de refrigeração; uso de tabelas de propriedades (R-134a); balanço de energia em cada componente.
O que vamos precisar:
O que vamos precisar:
- Identificar os estados 1–4 e suas propriedades (
, , , ). - Consultar tabelas para achar
, , , . - Calcular a capacidade frigorífica
. - Converter
em TR (1 TR = 3,517 kW).
Passo 2
Definindo cada estado e pegando as propriedades nas tabelas de R-134a:
-
Estado 1 (entrada do compressor): vapor saturado.
•kJ/kg·K ⇒ pela tabela de vapor saturado você acha a temperatura e pressão de saturação que dão esse . Supondo que cai em torno de , repetimos na tabela e obtemos -
Estado 2 (saída do compressor): compresso isentrópico, logoCom isso buscamos na tabela superaquecido a 700 kPa e
⇒ -
Estado 3 (saída do condensador): líquido saturado a
.
Pela tabela de líquido saturado a 25 °C: -
Estado 4 (após válvula de expansão): processo isoentalpico, logo
Passo 3
Calcular a capacidade frigorífica no evaporador:
Passo 4
Converter kW em TR (1 TR = 3,517 kW):
Resposta
A capacidade frigorífica do ciclo é de aproximadamente 6,44 TR.