Considere um condensador resfriado a água de um sistema de refrigeração que utiliza R-134a como fluido de trabalho. O refrigerante entra no condensador a
e 1 MPa e o deixa como líquido a
e
. A água de resfriamento entra no condensador a
e sai a
. Determine a vazão mássica de água de resfriamento, sabendo que a vazão de
a é de
.
Passo 1
Beleza, aqui a ideia é fazer o balanço de energia no condensador: o R-134a entra quente e sai líquido, cedendo calor que é levado pela água de resfriamento. A matéria envolvida é Termodinâmica (básico de primeira lei de sistemas abertos). A gente vai precisar:
- Entalpia do R-134a na entrada (superaquecido a 60 °C e 1 MPa) e na saída (líquido a 35 °C e 0,95 MPa).
- Fazer Q̇ do R-134a (m·Δh).
- Igualar esse Q̇ ao Q̇ da água (ṁ·c·ΔT) e achar ṁ da água.
Passo 2
Primeiro, achar as entalpias na entrada e saída do refrigerante:
- Entrada:
.
– Isso é superaquecido. Nas tabelas de R-134a a 1 MPa e 60 °C, encontramos - Saída:
.
– A 0,95 MPa a 35 °C o fluido é subresfriado, mas muito próximo do líquido saturado. Então usamos
(Obs.: se você tiver a tabela precisa, use o valor exato de
a 0,95 MPa.)
Passo 3
Agora o calor rejeitado pelo R-134a é
Passo 4
Esse calor é absorvido pela água de resfriamento. Assumimos calor específico constante:
. A água entra a 10 °C e sai a 20 °C, então
Passo 5
Igualamos os fluxos de calor:
Resposta
A vazão mássica de água de resfriamento é aproximadamente
.