Em um compressor que opera em regime permanente, R-134a entra no estado de vapor saturado a 2 bars e com vazão volumétrica de
. O refrigerante é comprimido até 8 bars através de um processo internamente reversível. Os estados visitados pelo R-134a durante esse processo podem ser descritos pela equação
const. Desprezando efeitos de energia cinética e de energia potencial gravitacional, determine:
A potência requerida para acionar a bomba, em kW ;
A potência requerida para acionar a bomba, em kW ;
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala de um compressor operando em regime permanente, onde R-134a entra como vapor saturado a 2 bar com vazão volumétrica de
e é comprimido até 8 bar por um processo internamente reversível descrito por
A missão é achar a potência (em kW) necessária para acionar esse compressor (ou bomba). O conteúdo aqui é Termodinâmica de ciclos de refrigerante, usando tabelas termodinâmicas do R-134a, cálculo de processo politrópico e balanço de energia (trabalho). Para resolver precisamos:
- Ler o valor de
(volume específico na entrada) em tabela de R-134a saturado a 2 bar. - Usar a relação politrópica
para achar . - Calcular o trabalho específico
do processo. - Converter vazão volumétrica em vazão mássica e, por fim, achar a potência
.
Passo 2
- Primeiro buscamos em tabela de R-134a: à pressão de 2 bar (200 kPa) o vapor saturado tem volume específico
- O expoente politrópico é
, logo
Calculando:
Passo 3
Agora o trabalho específico de compressão é
Substituindo
Pa,
Pa,
e
:
O sinal negativo só indica que o trabalho é fornecido ao fluido, então tomamos
(ou 22,4 kJ/kg).
Passo 4
A vazão mássica vem de
Passo 5
Por fim, a potência requerida é
Resposta
A potência necessária para acionar o compressor é de aproximadamente 0,51 kW.