Considere um cilindro de volume interno igual a
, contendo 10 kg de refrigerante R-134a. O cilindro é usado para fins de reposição de refrigerante em sistemas de refrigeração. Em um dado dia a temperatura ambiente é de 250 C . Admita que o refrigerante dentro do cilindro está em equilíbrio térmico com o meio ambiente e determine a massa de refrigerante no estado líquido e no estado vapor no interior do cilindro.
$
\begin{aligned}
& \mathrm{mv}=4,52 \mathrm{Kg} \text { de vapor } \\
& \mathrm{ml}=5,48 \mathrm{kg} \text { liquido }
\end{aligned}
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\begin{aligned}
& \mathrm{mv}=4,52 \mathrm{Kg} \text { de vapor } \\
& \mathrm{ml}=5,48 \mathrm{kg} \text { liquido }
\end{aligned}
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Passo 1
Beleza, vamos listar o que temos e o que precisamos:
• Um cilindro de volume interno V = 0,14 m³ contendo m = 10 kg de R-134a.
• A temperatura de equilíbrio é a temperatura ambiente (T = 25 °C).
• O estado do fluido dentro do cilindro é mistura saturada (parte líquida + parte vapor).
Conteúdo de matéria: termodinâmica de fluxos bifásicos saturados.
Vamos usar as tabelas de propriedades do R-134a à T = 25 °C (saturado) para achar o volume específico do líquido saturado v_f e do vapor saturado v_g, e depois aplicar a regra das alavancas (ou “título de vapor”).
• Um cilindro de volume interno V = 0,14 m³ contendo m = 10 kg de R-134a.
• A temperatura de equilíbrio é a temperatura ambiente (T = 25 °C).
• O estado do fluido dentro do cilindro é mistura saturada (parte líquida + parte vapor).
Conteúdo de matéria: termodinâmica de fluxos bifásicos saturados.
Vamos usar as tabelas de propriedades do R-134a à T = 25 °C (saturado) para achar o volume específico do líquido saturado v_f e do vapor saturado v_g, e depois aplicar a regra das alavancas (ou “título de vapor”).
Passo 2
Calcular o volume específico médio
da mistura dentro do cilindro:
Esse
é o “peso” médio de espaço que cada quilo de refrigerante ocupa no cilindro.
Passo 3
Ir à tabela do R-134a para T_sat = 25 °C e anotar:
Esses valores você encontra em qualquer manual ou tabela de refrigerantes.
Passo 4
Calcular o título (fração mássica de vapor)
pela fórmula da mistura saturada:
Isso significa que 45,2 % da massa está no estado de vapor.
Passo 5
Agora é tranquilo achar as massas de cada fase:
• Massa de vapor:
• Massa de vapor:
• Massa de líquido:
Resposta
A massa de refrigerante em vapor é
, e a massa em líquido é
.