Um sistema de refrigeração mecânica está operando em condições tais que a temperatura de vaporização é de
, enquanto que a temperatura do líquido que se aproxima do controle de refrigerante é
. Se o R- 12 é circulado através do sistema a uma taxa de
, determine:
a) A capacidade de refrigeração em Btu/hora.(Resposta: 16305 Btu/h)
b) A capacidade de refrigeração do sistema em toneladas. (Resposta: 1,36 toneladas)
a) A capacidade de refrigeração em Btu/hora.(Resposta: 16305 Btu/h)
b) A capacidade de refrigeração do sistema em toneladas. (Resposta: 1,36 toneladas)
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede duas coisas claras:
- Temperatura de vaporização:
. - Temperatura do líquido que se aproxima do dispositivo de expansão:
. - Taxa de circulação do R-12:
.
Pede-se:
a) A capacidade de refrigeração em.
b) A capacidade de refrigeração em toneladas.
Passo 2
Conceito e método que vamos usar (passo a passo didático e sem pular etapas):
- A capacidade frigorífica (taxa de refrigeração) é a taxa de energia retirada do espaço frio, e para um refrigerante em escoamento é dada por
onde:
-
é a capacidade de refrigeração ( ), -
é a vazão mássica ( ), -
é a entalpia do vapor saturado à temperatura de evaporação ( ), -
é a entalpia do líquido aproximadamente à temperatura indicada ( ).
Explicando a física por trás: a “refrigeração útil” é a energia necessária para vaporizar o fluido no evaporador — isto é a diferença de entalpia entre o vapor saindo do evaporador e o líquido que entra no evaporador após expansão. Aqui o enunciado nos dá as temperaturas necessárias para buscar essas entalpias nas tabelas do R-12.
Passo 3
Converter a vazão dada para unidades compatíveis com
:
Passo 4
Obter as entalpias do R-12 nas temperaturas fornecidas (peguei estes valores das tabelas de propriedades do R-12):
- Entalpia do vapor saturado a
: - Entalpia do líquido saturado a
:
(Obs.: eu declarei explicitamente que peguei esses números das tabelas do R-12; em uma prova você deve citar ou usar a tabela que o professor forneceu.)
Passo 5
Calcular o efeito frigorífico por libra (diferença de entalpias):
Interpretação: cada libra de R-12 que circula retira
do ambiente a ser refrigerado.
Passo 6
Calcular a capacidade de refrigeração em
:
Mostrei a conta passo a passo para você repetir sem calculadora (multiplicação direta).
Passo 7
Converter a capacidade para toneladas de refrigeração. Lembre que
tonelada de refrigeração equivale a
. Então
Arredondei para duas casas decimais, que é o formato habitual para este tipo de resposta.
Passo 8
Resumo rápido e ânimo: você transformou a vazão em
, pegou entalpias nas tabelas do R-12, subtraiu para obter o efeito por libra, multiplicou pela vazão e converteu para toneladas. Dá pra repetir isso em prova rapidinho — respira fundo, você consegue!