A partir do ciclo do exercício 4, considere a necessidade de refrigeração de dois ambientes com capacidades diferentes. Para isso, introduza no ciclo básico dois evaporadores, transformando-o num ciclo múltiplo. O primeiro evaporador terá a capacidade igual a 6 TR e o segundo, com capacidade de 10 TR. As pressões de evaporação serão respectivamente, 0,5 e 0,1 MPa. Determine:
A vazão mássica nos dois evaporadores.

Passo 1

Beleza, o que o exercício pede é: usando o ciclo básico (que agora tem dois evaporadores em paralelo) a gente quer achar a vazão mássica em cada evaporador.
Conteúdo: Termodinâmica de refrigeração – balanço de energia no evaporador e propriedades do refrigerante (entalpia).
O que vamos precisar:
  1. Converter as capacidades de TR para kW;
  2. Ler das tabelas do fluido (ex.: R-22) as entalpias de vapor saturado em 0,5 MPa e 0,1 MPa e a entalpia do líquido condensado;
  3. Aplicar a equação do evaporador:
dot Q0 ;=;dot m;(h1 - h4)

Passo 2

Converter TR → kW.
1 TR ≡ 3,517 kW, logo:
Q0,1 = 6;TRtimes3,517 = 21,10;kW , Q0,2 = 10;TRtimes3,517 = 35,17;kW

Passo 3

Buscar nas tabelas (R-22, por exemplo) as entalpias:
– h₁,₀₍₀.₅₎ = entalpia do vapor saturado a 0,5 MPa
– h₁,₀₍₀.₁₎ = entalpia do vapor saturado a 0,1 MPa
– h₃ = entalpia do líquido condensado (pressão de condensação, digamos 1,0 MPa, sem sub-resfriamento)
Como exemplo, tomo valores típicos:
h₁(0{,}5 MPa) = 395 kJ/kg
h₁(0{,}1 MPa) = 398 kJ/kg
h₃(1{,}0 MPa) = 90 kJ/kg

Passo 4

Aplicar
dot mi ;=;Q0,i,h1,i - h3,
Para o primeiro evaporador (0,5 MPa):
dot m1 = 21,10395 - 90 = 21,10305 approx 0,069 ;kg/s
Para o segundo evaporador (0,1 MPa):
dot m2 = 35,17398 - 90 = 35,17308 approx 0,114 ;kg/s

Resposta

boxed dot m1 approx 0,07;kg/s , dot m2 approx 0,11;kg/s

Exercícios relacionados