Um ciclo padrão de refrigeração por compressão de vapor opera em regime estacionário com fluido R134a. A temperaturas de evaporação é
e a pressão de condensação é 800 kPa . A capacidade de refrigeração do equipamento nessa condição é igual a
. Determine o COP [1,0p] e a vazão mássica no sistema [ 0,5 p ]. Suponha agora que o fluido deixa o evaporador com temperatura de
(ou seja, superaquecido) e determine o COP do ciclo nessa condição
.
Passo 1
O ciclo é o de compressão de vapor com R-134a em regime estacionário. As duas condições de operação são:
- Evaporação a
(pressão de evaporação ). - Condensação a
(pressão de condensação ).
Temos capacidade frigorífica.
Para resolver precisamos das entalpias nos quatro estados (1–4) do ciclo ideal:
- saída do evaporador (vapor saturado a
), - saída do compressor (compressão isentrópica até
), - saída do condensador (líquido saturado a
), - após válvula de expansão (
).
O COP é
e a vazão mássica
Passo 2
Tiramos da tabela de propriedades de R-134a (valores aproximados):
Como
, temos imediatamente
Passo 3
Compressão isentrópica de
em
com
. Da tabela superaquecido em
e
Logo
E a vazão mássica
Passo 4
Agora o vapor sai do evaporador com
(superaquecido a
, mesma pressão
). Da tabela:
Compressão isentrópica até
com
dá, na tabela superaquecido,
O COP2 fica
Resposta
COP sem superaquecimento =
Vazão mássica =
COP com superaquecimento a =
Vazão mássica =
COP com superaquecimento a