Os seguintes dados referem-se a um ciclo de refrigeração, que utiliza R-22 como fluido refrigerante:
, pressão e temperatura do compressor e entrada no condensador.
, pressão e saida do condensador e entrada na válvula de expansão.
, pressão de saída da válvula de expansão e entrada no evaporador.
pressão e temperatura de saida do evaporador e entrada no compressor.
Vazão de fluido refrigerante
Supondo o compressor adiabático, determine a potência de acionamento do compressor.
Vazão de fluido refrigerante
Supondo o compressor adiabático, determine a potência de acionamento do compressor.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre um ciclo de refrigeração usando R-22 como fluido refrigerante. A gente vai precisar usar conceitos de termodinâmica, especialmente relacionados a ciclos frigoríficos como o ciclo de compressão de vapor. Para resolver, vamos precisar consultar tabelas de propriedades do R-22 para encontrar entalpias em cada ponto do ciclo. O objetivo é encontrar a potência que o compressor precisa para funcionar, dado que o processo no compressor é adiabático (ou seja, não troca calor com o ambiente).
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os quatro pontos do ciclo e suas condições de pressão e temperatura:
- Ponto 1:
(saída do compressor e entrada no condensador) - Ponto 2:
(saída do condensador e entrada na válvula de expansão) - Ponto 3:
(saída da válvula de expansão e entrada no evaporador) - Ponto 4:
(saída do evaporador e entrada no compressor)
Vamos usar as tabelas do R-22 para encontrar as entalpias (
) em cada ponto.
Passo 3
No ponto 1, temos
e
. Usando as tabelas do R-22, encontramos a entalpia
.
Supondo que o compressor seja adiabático e ideal, a entropia
é constante durante a compressão. Portanto, podemos usar a entropia do ponto 1 para encontrar a entalpia no ponto 2 (após a compressão).
Passo 4
No ponto 2, após a compressão adiabática, a pressão é
e a temperatura é
. Usamos a entropia do ponto 1 para encontrar a entalpia
no ponto 2 utilizando as tabelas de R-22.
Passo 5
No ponto 3, temos
. A válvula de expansão é um dispositivo que ocorre a processo isotérmico e isentrópico, então a entalpia permanece constante. Portanto,
.
Passo 6
No ponto 4, temos
e
. Usamos as tabelas do R-22 para encontrar a entalpia
nesse ponto.
Passo 7
Agora, calculamos a variação de entalpia no compressor:
.
A potência do compressor (
) é dada pela fórmula:
Onde
é a vazão mássica.
Passo 8
Multiplicamos a vazão mássica pela variação de entalpia para encontrar a potência:
Essa será a potência necessária para acionar o compressor.
Resposta
A potência de acionamento do compressor é de aproximadamente [valor calculado] kW.