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, pressão absoluta igual a
e entalpia igual a
.
Fluido R22, pressão absoluta igual a
Passo 1
O enunciado pede: determinar o estado do fluido refrigerante (uma entre: líquido sub-resfriado, líquido saturado, mistura líquido+vapor, vapor saturado seco ou vapor superaquecido) dado que o fluido é R22 com pressão absoluta
e entalpia específica
.
Informações fornecidas:
- Fluido: R22.
- Pressão absoluta:
. - Entalpia:
.
(O que será necessário para responder: valores das entalpias de saturação do R22 à pressão dada — isto é,
e
à pressão
— que normalmente vêm em tabelas de propriedades do refrigerante.)
Passo 2
Conceito e procedimento geral (o “mapa” do que vamos fazer):
- Para saber o estado do fluido a partir de
pressão e entalpia usamos as entalpias de saturação correspondentes àquela pressão: -
= entalpia do líquido saturado (saturado líquido) à pressão dada. -
= entalpia do vapor saturado (saturado vapor) à pressão dada.
-
- Regras de comparação (critério para decidir o estado):
- Se
então o fluido é líquido sub-resfriado (subcooled liquid). - Se
então é líquido saturado (saturated liquid). - Se
então é mistura líquido + vapor (two-phase) e podemos calcular a qualidade . - Se
então é vapor saturado seco (saturated vapor). - Se
então é vapor superaquecido (superheated vapor).
- Se
Passo 3
Fórmula da qualidade (quando estiver na região de mistura):
- A qualidade
(fração mássica de vapor) é dada por
Expliquei o que é cada termo:
-
é a entalpia dada do fluido (aqui ). -
é a entalpia do líquido saturado (em ). -
é a entalpia do vapor saturado (em ). - Se calcular
e obter , então está na mistura; se líquido, se vapor.
Passo 4
Unidades e conversões úteis (para consultar a tabela corretamente):
- A pressão dada é
. Em unidades SI:
- Ao consultar uma tabela de R22, use a coluna de pressão que corresponda a
(ou a pressão em ou se a tabela permitir).
Passo 5
Como aplicar na prática (passo a passo que você fará na prova):
- Consulte a tabela de propriedades saturadas do R22; localize a linha para
(absoluta) — obtendo e . - Compare a entalpia dada
com e : - Se
→ líquido sub-resfriado. - Se
→ líquido saturado. - Se
→ mistura; então calcule
e interprete ( significa fração de vapor). - Se
→ vapor saturado seco. - Se
→ vapor superaquecido.
- Se
- Se necessário, com a qualidade
você pode também calcular outras propriedades (densidade, energia, etc.) por mistura linear entre propriedades saturadas.
Passo 6
Por que não posso dar uma resposta numérica definitiva agora:
- As entalpias saturadas
e dependem do refrigerante e da pressão e só podem ser obtidas nas tabelas de propriedades do R22. - Você não forneceu a tabela de propriedades do R22 e eu não tenho uma tabela embutida nesta resposta para extrair os valores numéricos
e exatamente à pressão . - Portanto, sem os valores de
e à pressão indicada, não é possível afirmar com certeza qual das cinco categorias (sub-resfriado, saturado líquido, mistura, saturado vapor, superaquecido) corresponde a .
Resposta
Não é possível determinar o estado sem consultar as propriedades de saturação do R22 (valores de
e
à pressão
); com esses valores comparando
a
e
segue-se o critério explicado nos passos anteriores.