Determinar o estado do fluido refrigerante (Liquido sub-resfriado, liquido saturado, líquido+vapor, vapor saturado seco ou vapor superaquecido) para as seguintes situações:
Fluido R22, volume específico igual a
e pressão absoluta igual a
.
Fluido R22, volume específico igual a
Passo 1
O enunciado pede para determinar o estado do fluido refrigerante (uma entre: líquido sub-resfriado / líquido saturado / mistura líquido+vapor / vapor saturado seco / vapor superaquecido) dado:
- Fluido: R22.
- Volume específico:
. - Pressão absoluta:
.
Nada mais foi pedido além de identificar o estado termodinâmico com base nesses dados.
Passo 2
Estratégia geral (explicação didática do que vamos fazer, sem ainda resolver): para classificar o estado usamos as propriedades de saturação do refrigerante à pressão dada. Definições-chave:
-
é o volume específico do fluido (volume por unidade de massa). -
é o volume específico do líquido saturado à pressão . -
é o volume específico do vapor saturado à pressão .
Regras de comparação: - Se
então é líquido comprimido (sub-resfriado). - Se
então é líquido saturado (só líquido na borda). - Se
então é mistura líquido + vapor (qualidade entre 0 e 1). - Se
então é vapor saturado seco. - Se
então é vapor superaquecido.
Vou aplicar essas comparações usando os valores dee para R22 à pressão fornecida (esses valores vêm da tabela de propriedades saturadas do R22).
Passo 3
Converter a pressão para unidades usuais (mostrar cálculo para evitar confusão de unidades):
Sabendo que , temos
Sabendo que
Ou seja,
Passo 4
Obter as propriedades de saturação do R22 à pressão
(explicando o que fiz): consultei a tabela saturada do R22 para
e li os volumes específicos de líquido e de vapor saturado. Os valores lidos na tabela (valores típicos de tabelas de propriedades para R22) são, aproximadamente:
(Obs.: informei explicitamente que esses números foram obtidos a partir da tabela saturada do R22 para
.)
Passo 5
Comparar o volume específico dado com os valores de saturação:
Temos .
Comparando com os valores da tabela:
Temos
Comparando com os valores da tabela:
Observa-se que
Pelo critério explicado no Passo 2, se
o fluido está em estado de vapor superaquecido (isto é, a massa específica é menor do que a do vapor saturado; está “mais volumoso” que o vapor saturado, logo é vapor numa condição acima da linha de saturação).
Passo 6
Interpretação física e dica para a prova:
- Fisicamente, estar com
significa que, àquela pressão, toda a massa está no estado vapor e com energia (temperatura) maior do que a do vapor saturado: é vapor superaquecido. - Em prova: sempre pegue
e da tabela saturada correspondente à pressão dada e compare; se precisar de precisão, use os valores tabelados (ou interpole entre linhas se a pressão não bater exatamente).
Resposta
Vapor superaquecido