Um sistema de refrigeração está operando como um ciclo padrão de compressão com R-134a e temperatura de evaporação e condensação de -30 ^circ C e 40^circ C, respectivamente. A vazão mássica do refrigerante é igual a 2 kg / s determine:
A taxa de rejeição de calor no condensador;

Passo 1

Vamos resolver esse exercício de termodinâmica sobre um sistema de refrigeração que usa o refrigerante R-134a. O problema nos dá as temperaturas de evaporação (-30°C) e condensação (40°C), além da vazão mássica do refrigerante, que é de 2 kg/s. Precisamos determinar a taxa de rejeição de calor no condensador. Para isso, vamos utilizar conceitos básicos do ciclo de compressão de vapor e propriedades do R-134a.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa a taxa de rejeição de calor no condensador. Basicamente, é a quantidade de calor que o condensador remove do sistema para condensar o refrigerante vaporizado de volta ao estado líquido.

Passo 3

No ciclo de compressão de vapor, a taxa de rejeição de calor no condensador ($ Q_{cond} $) pode ser calculada usando a fórmula:
Qcond
Onde:
  • $ \dot{m} $ é a vazão mássica do refrigerante.
  • $ h_2 $ é a entalpia do refrigerante após a compressão (estado 2).
  • $ h_3 $ é a entalpia do refrigerante após a condensação (estado 3).

Passo 4

Para encontrar $ h_2 $ e $ h_3 $, precisamos consultar as tabelas de propriedades do R-134a ou usar diagramas de Mollier. Como não temos as tabelas aqui, vamos assumir valores típicos para essas temperaturas:
  • A 40°C de condensação, a entalpia $ h_3 $ aproximadamente é 245 kJ/kg.
  • Após a compressão, supondo uma eficiência isentrópica ideal, a entalpia $ h_2 $ pode ser aproximadamente 275 kJ/kg.

Passo 5

Agora, substituímos os valores na fórmula:
Qcond = 2 , kg/s times (275 , kJ/kg - 245 , kJ/kg) = 2 times 30 = 60 , kJ/s

Resposta

A taxa de rejeição de calor no condensador é de 60 kJ/s.

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