Conforme a metodologia sugerida em sala de aula resolver e analisar as questões: (20 %)
Considerando um ciclo de refrigeração simples no qual o compressor comprime R - 22 a uma vazão de 5(m^3 / h). A temperatura de evaporação é de 10( ^circ C) e a pressão de condensação é de 3.000(kPa). O superaquecimento é de 7( ^circ C) e o subresfriamento é de 5,07( ^circ C). O rendimento isentrópico do compressor é de 80 (%). Determinar o que se pede e comentar os resultados:
O COP do refrigerador;

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o problema: temos um ciclo de refrigeração simples com R-22, onde o compressor suga vapor sobreaquecido a 10 °C + 7 °C (ou seja, 17 °C) e comprime até uma pressão de 3000 kPa. No condensador, o líquido é subresfriado em 5,07 °C abaixo da temperatura de condensação. A eficiência isentrópica do compressor é de 80 %. Precisamos achar o COP (coeficiente de desempenho) do refrigerador.
Conteúdo envolvido: propriedades termodinâmicas do R-22 (tabelas de entalpia e entropia), ciclo de refrigeração por compressão de vapor e definição de COP.

Passo 2

Definindo o estado 1 (saída do evaporador / entrada do compressor):
  • Temperatura de evaporação h1 approx 415,2;kJ/kg, s1 approx 1,808;kJ/(kgcdot K) .
  • Superaquecimento de .
  • Pressão de evaporação é a pressão de saturação de R-22 a 10 °C, .
  • Consultando tabela de vapor sobreaquecido de R-22 em e :
Teoria: usamos tabelas porque e variam com e .

Passo 3

Estado 2 h2s approx 460,0;kJ/kg (saída do compressor ideal isentrópico):
  • Compressão isentrópica até , então .
  • Na tabela de vapor sobreaquecido de R-22 em e , encontramos
Teoria: em compressão isentrópica, a entropia se mantém constante e achamos a entalpia correspondente.

Passo 4

Estado 2 (saída real do compressor):
  • A eficiência isentrópica etais = h2s - h1h2 - h1 Longrightarrow h2 = h1 + h2s - h1etais = 415,2 + 460,0 - 415,20,8 approx 471,2;kJ/kg liga , e via

Passo 5

Estado 3 (saída do condensador):
  • Pressão h3 approx 264,8;kJ/kg , temperatura de saturação correspondente .
  • Subresfriamento de .
  • Como é líquido subresfriado, aproximamos pelo em 55,8 °C:

Passo 6

Estado 4 (após válvula de expansão):
  • qL = h1 - h4 = 415,2 - 264,8 = 150,4;kJ/kg e wcomp = h2 - h1 = 471,2 - 415,2 = 56,0;kJ/kg
Agora calculamos:
  • Calor absorvido no evaporador (por kg de R-22): COP = qLwcomp = 150,456,0 approx 2,69
  • Trabalho do compressor:
  • COP do refrigerador:

Resposta

O coeficiente de desempenho do refrigerador (COP) é aproximadamente 2,69.

Exercícios relacionados