Determine a fase e as propriedades que faltam entre
e
para os seguintes casos:
R-410a em
R-410a em
Passo 1
Você me deu: temperatura
e volume específico
para o refrigerante R‑410A.
O que eu devo determinar: a fase do fluido (líquido comprimido, mistura saturada ou vapor superaquecido) e as propriedades que faltam entre (ou seja, a pressão
e/ou a qualidade
, conforme aplicável).
O que eu devo determinar: a fase do fluido (líquido comprimido, mistura saturada ou vapor superaquecido) e as propriedades que faltam entre
Passo 2
Princípio usado (sem pular etapas): para um dado refrigerante e temperatura, a região de fase é determinada comparando o volume específico dado
com os volumes específicos saturados àquela temperatura: o volume específico do líquido saturado
e o volume específico do vapor saturado
. As três situações possíveis são:
- Se
: é líquido comprimido (sub-resfriado). Nesse caso não faz sentido (não há vapor) e a pressão será maior que a pressão de saturação a . - Se
: é mistura bifásica (saturada). Nesse caso a pressão é a pressão de saturação àquela temperatura e pode-se calcular a qualidade por
- Se
: é vapor superaquecido. Nesse caso (não é mistura) e a pressão será menor que a pressão de saturação a (ou seja, para a mesma e um maior do que o estado não é saturado — para obter precisa da tabela de vapor superaquecido ou equação de estado).
Explicação dos termos:
-
é o volume específico do líquido saturado à temperatura (muito pequeno, ordem de 10^{-3} m^3/kg ou menos para refrigerantes). -
é o volume específico do vapor saturado à temperatura (bem maior que ). -
é a pressão de saturação correspondente àquela temperatura (obtida em tabelas de propriedade do refrigerante).
Passo 3
Aplicando ao caso: precisamos dos valores de
e
para R‑410A. Esses valores NÃO estão definidos implicitamente no enunciado — devem ser obtidos numa tabela de saturação de R‑410A (ou numa biblioteca como CoolProp/REFPROP). Sem esses números da tabela não dá para concluir numericamente o estado. Portanto é obrigatório consultar a tabela de propriedades do R‑410A a
.
Passo 4
Como proceder quando você tiver a tabela (vou mostrar passo a passo exatamente o que fazer na prova):
- Na tabela de saturação para R‑410A localize a linha
. Leia , e nessa linha. Anote-os. - Compare o seu
com e : - Se
então é líquido comprimido. - Se
então é vapor superaquecido. - Se
então é mistura saturada.
- Se
- Se for mistura saturada, calcule a qualidade usando a fórmula
- A pressão
será simplesmente se estiver na região bifásica; caso contrário, para líquido comprimido ou vapor superaquecido você precisará de tabelas adicionais (compressível ou superaquecido) ou de um software para obter .
Passo 5
Para ser útil, mostro um cálculo ilustrativo usando valores típicos de tabelas (NOTA: os valores que seguem são aproximados e só servem de exemplo — para a prova você deve usar a tabela oficial do curso):
- Suponha da tabela:
e . (Eu estou explicitando que peguei estes números de uma tabela típica de R‑410A — são aproximações.) - Comparando:
. Logo está entre e → mistura saturada. - Pressão:
. Na mesma tabela típica esse costuma estar em torno de (valor aproximado — consultar tabela para o valor exato). - Qualidade:
Resposta
Fase: mistura saturada (duas fases), pois
.
Pressão: (valor exato deve ser lido na tabela de saturação do R‑410A; ≈
é um valor aproximado).
Qualidade: (usando valores aproximados
e
obtém‑se
ou
— resultado aproximado).
Pressão:
Qualidade: