Conforme a metodologia sugerida em sala de aula resolver e analisar as questões: (20 %)
Uma instalação frigorífica opera segundo o ciclo padrão de compressão mecânica de vapor utilizando refrigerante R-134 a, desenvolve 65(kW) de refrigeração, operando a uma temperatura de evaporação de - 10( ^circ C) e uma temperatura de condensação de 38( ^circ C).
Determinar o que se pede e comentar os resultados:
O volume específico do refrigerante na saída do dispositivo medidor;

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o exercício tá pedindo. A gente tem um ciclo de compressão mecânica de vapor com refrigerante R-134a, gerando 65 kW de refrigeração. A evaporação rola a –10 °C e a condensação a 38 °C. O objetivo é achar o volume específico do fluido logo na saída do dispositivo medidor (a válvula de expansão). Para isso a gente vai precisar:
• tabelas de R-134a (saturado líquido e vapor) nas duas temperaturas;
• a ideia de que a expansão na válvula é um processo isenthalpo (entalpia constante);
• fórmula de qualidade e mistura para achar o volume específico.

Passo 2

Antes da válvula (estado 3) o refrigerante tá como líquido saturado a 38 °C, então sua entalpia é
h3 = hfl(Trm cond=38^circ!Cr),
Na saída da válvula (estado 4) vale o princípio da expansão isenthalpa, ou seja
h4 = h3,

Passo 3

Agora vamos buscar na tabela de R-134a, para T = 38 °C, o valor de h3 = hf(38^circ!C) = 253,3;rm kJ/kg, . Supondo (tabela típica):
h4 = 253,3;rm kJ/kg,
Então já temos

Passo 4

No evaporador, a –10 °C, extraímos da tabela os valores de líquido saturado e vapor saturado:



Passo 5

A qualidade x4 ;=;h4 - hf(-10),hg(-10)-hf(-10), ;=; 253,3 - 235,7398,5 - 235,7 ;approx; 0,108, (fração mássica de vapor) na saída da válvula é

Passo 6

Finalmente o volume específico v4 ;=;(1 - x4),vf(-10) ;+; x4,vg(-10) ;=; (1-0,108)times0,00071 ;+;0,108times0,0907 ;approx; 0,0105;rm m^3/kg é a média ponderada entre e :

Resposta

O volume específico do refrigerante na saída do dispositivo medidor é cerca de
boxedv4 approx 1,05times10^-2;rm m^3/kg

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