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 taxa de transferência de calor, em kW .
A taxa de transferência de calor, em kW .
Passo 1
Beleza, a gente tem um compressor operando em regime permanente, usando R-134a. O refrigerante entra como vapor saturado a 2 bar com vazão volumétrica de
e sai comprimido a 8 bar num processo internamente reversível que obedece
Queremos a taxa de calor
(kW).
Conteúdo: primeira lei de termodinâmica para fluxo permanente e processo politrópico. Vamos precisar de tabelas de propriedades (saturado e superaquecido) do R-134a.
Conteúdo: primeira lei de termodinâmica para fluxo permanente e processo politrópico. Vamos precisar de tabelas de propriedades (saturado e superaquecido) do R-134a.
Passo 2
Primeiro, identificamos o estado 1 (entrada):
-
,bar, vapor saturado → da tabela:
Estado 2 (saída):
,bar e
constante.
Passo 3
Calcular a vazão mássica
:
Passo 4
A charada do processo politrópico é achar
. Da relação
Passo 5
Como
, o fluido sai superaquecido. Na tabela superaquecida do R-134a para 8 bar e
interpolamos e achamos
Passo 6
Agora, trabalho politrópico por kg:
(O sinal negativo diz que o trabalho é feito sobre o fluido.)
Passo 7
Aplicando a primeira lei no meio de controle (por kg):
A taxa de calor é
:
Resposta
A taxa de transferência de calor é
(ou seja, aproximadamente 0,62 kW de calor removido do compressor).