Determine se o refrigerante
, em cada um dos seguintes estados, é líquido comprimido, vapor superaquecido ou está na região de saturação (líquido + vapor) - e calcule o título, no caso de o fluido estar saturado -, e represente esses estados em um diagrama
.
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem um refrigerante R-410A e quer saber se, no estado a –20 °C e 200 kPa, ele está como líquido comprimido, vapor superaquecido ou mistura saturada (líquido+vapor). Se for saturado, calcular título (o “x”). Também pedem pra marcar esse ponto num diagrama P–v.
Conteúdo: termodinâmica de refrigerantes, curva de saturação e comparação entre pressão real e pressão de saturação. Vamos precisar da tabela de saturação do R-410A para achar a pressão de saturação a –20 °C e comparar com 200 kPa.
Conteúdo: termodinâmica de refrigerantes, curva de saturação e comparação entre pressão real e pressão de saturação. Vamos precisar da tabela de saturação do R-410A para achar a pressão de saturação a –20 °C e comparar com 200 kPa.
Passo 2
Primeiro, o que é pressão de saturação?
Para cada temperatura existe uma pressão na qual o fluido começa a ferver (liquido⇆vapor). A essa pressão a líquido e vapor coexistem. Se eu estiver abaixo dessa pressão, o fluido já virou todo vapor (superaquecido). Se estiver acima, é todo líquido (comprimido/subresfriado).
Então vamos à tabela de saturação do R-410A:
Para cada temperatura existe uma pressão na qual o fluido começa a ferver (liquido⇆vapor). A essa pressão a líquido e vapor coexistem. Se eu estiver abaixo dessa pressão, o fluido já virou todo vapor (superaquecido). Se estiver acima, é todo líquido (comprimido/subresfriado).
Então vamos à tabela de saturação do R-410A:
- A T_sat = –20 °C ⇒ P_sat ≃ 628 kPa
Esse valor vem direto da tabela de propriedades do R-410A.
Passo 3
Agora comparamos:
- P_real = 200 kPa
- P_sat(–20 °C) = 628 kPa
Vimos que P_real < P_sat. Logo o refrigerante está todo em vapor, mas como a pressão é menor que a de saturação para aquela temperatura, ele está numa condição de vapor superaquecido.
Passo 4
Como é vapor superaquecido, não há mistura, nem líquido, nem qualidade (“x”) para calcular. Basta marcar no diagrama P–v um ponto abaixo da “cúpula” de saturação, na região de vapor superaquecido, na linha P=200 kPa e obedecendo o valor de v correspondente a superaque-cido (que viria da tabela de vapor superaquecido).
Resposta
O refrigerante R-410A, a –20 °C e 200 kPa, está em estado de vapor superaquecido.