O refrigerante R134a entra no compressor de um refrigerador como vapor superaquecido a
, com um grau de superaquecimento de
. Este fluido refrigerante sai a 0,8 MPa. O refrigerante é resfriado no condensador isobaricamente até uma certa temperatura, considerando um grau de subresfriamento de
. Levando em conta que a eficiência isentrópica seja
e a eficiência volumétrica da vazão volumétrica que passa pelo compressor seja
. Considere também os seguintes dados referentes ao compressor:
(velocidade de rotação do compressor), V(volume deslocado do compressor)
. Determinar: © a taxa de transferência de calor removida pelo espaço refrigerado em kW;
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que nos pediram. Temos um ciclo de refrigeração com R-134a, cujo compressor suga vapor superaquecido e manda pra 0,8 MPa. Depois, no condensador, ele esfria e fica subresfriado 4 °C.
O item © quer a taxa de calor retirada do espaço refrigerado (ou seja, a potência frigorífica) em kW.
Conteúdo que vamos usar:
O item © quer a taxa de calor retirada do espaço refrigerado (ou seja, a potência frigorífica) em kW.
Conteúdo que vamos usar:
- Cálculo do fluxo mássico através da eficiência volumétrica;
- Leitura de entalpias nos estados 1 (fim da evaporação + superaquecimento) e 4 (saída do condensador + subresfriamento) usando tabelas de R-134a;
- Potência frigorífica = ṁ·(h₁ – h₄).
Passo 2
Primeiro, a gente calcula a vazão volumétrica e daí a vazão mássica.
- Razão de compressão
- Eficiência volumétrica
Substituindo
:
- Vazão volumétrica do compressor
- Densidade do vapor na entrada (estado 1)
A gente usa o volume específicode R-134a a MPa e .
Das tabelas sai algo em torno de
- Vazão mássica
Passo 3
Agora encontramos as entalpias nos estados 1 e 4 pelas tabelas de R-134a:
- Estado 1 (fim da evaporação + 5 °C de superaquecimento)
- Estado 4 (saída do condensador a 0,8 MPa com 4 °C de subresfriamento)
A variação de entalpia na evaporação é
Passo 4
Finalmente, a potência frigorífica (calor retirado do espaço) é
Resposta
A taxa de calor removida do espaço refrigerado é, aproximadamente, 0,75 kW.