O refrigerante R134a entra no compressor de um refrigerador como vapor superaquecido a 0,14 MPa, com um grau de superaquecimento de 5^circ C. 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 4^circ C. Levando em conta que a eficiência isentrópica seja eta isen =0,282+0,077 cdot rp-0,006 cdot rp^2 e a eficiência volumétrica da vazão volumétrica que passa pelo compressor seja etav=1,037-0,152 cdot rp+0,024 cdot rp^2- 0,001 cdot rp^3. Considere também os seguintes dados referentes ao compressor: N=2900 rpm (velocidade de rotação do compressor), V(volume deslocado do compressor) =20,4 cm^3. Determinar: (D) a entalpia real na saída do compressor em kJ/kg;

Passo 1

Beleza, vamos recapitular a parada. A questão é de Termodinâmica de Refrigeradores, mais especificamente compressor de vapor saturado/superaquecido. Ela diz:
• O R-134a entra no compressor a 0,14 MPa e 5 °C de superaquecimento;
• Sai a 0,8 MPa;
• Nos dão a eficiência isentrópica do compressor
etarm isen =h2s-h1h2-h1 Longrightarrow h2 = h1 + h2s-h1etarm isen
e a eficiência volumétrica (que não vamos usar pra achar , mas é parte do enunciado);
• Precisamos achar a entalpia real de saída, (kJ/kg).
O que vamos precisar:
  1. Calcular razão de pressão .
  2. Com , achar .
  3. Usar tabelas de R-134a pra achar na entrada e .
  4. Assumir um processo isentrópico até e pegar da tabela (estado isentrópico).
  5. Aplicar definição de eficiência isentrópica
E tá feito!

Passo 2

Calcular rp=p2p1=0,80,14approx5,714 Rightarrow rp^2approx32,65 e etarm isen =0,282 + 0,077cdot5,714 ;-;0,006cdot32,65 approx0,282 +0,440 -0,196 approx0,526 .

Passo 3

Estado de entrada: h1 approx 247,0;kJ/kg, s1 approx 1,015;kJ/(kgcdot K) MPa e grau de superaquecimento °C.
  1. Da tabela de R-134a, na pressão de 0,14 MPa a temperatura de saturação é .
  2. Logo .
  3. Nas tabelas superaquecidas, para MPa e , obtemos aproximadamente:

Passo 4

Estado isentrópico de saída: h2sapprox274,4;kJ/kg MPa e .
Na tabela superaquecida de R-134a, a 0,8 MPa procure o ponto onde . Isso dá mais ou menos

Passo 5

Agora usamos a eficiência isentrópica para achar h2 ;=; h1 ;+;h2s-h1etarm isen ;=; 247,0 ;+;274,4-247,00,526 ;approx; 247,0 + 50,3 ;approx; 297,3;kJ/kg :

Resposta

A entalpia real na saída do compressor é aproximadamente
boxed,h2 approx 297,3;kJ/kg,

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