Considere um cilindro de volume interno igual a 0,14 m 3, 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.
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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”).

Passo 2

Calcular o volume específico médio v ;=;Vm ;=;0,14;m^310;kg ;=;0,014;m^3/kg 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:
vf approx 0,0009;m^3/kg (líquido saturado), í
vg approx 0,0299;m^3/kg (vapor saturado)
Esses valores você encontra em qualquer manual ou tabela de refrigerantes.

Passo 4

Calcular o título (fração mássica de vapor) x ;=;v - vf,vg - vf, ;=; 0,014 - 0,00090,0299 - 0,0009 ;=; 0,01310,0290 ;approx;0,452 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:
mv = x,m = 0,452 times 10;kg = 4,52;kg
• Massa de líquido:
ml = m - mv = 10;kg - 4,52;kg = 5,48;kg

Resposta

A massa de refrigerante em vapor é , e a massa em líquido é .

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