Enunciado

Considere um ciclo de bomba de calor de Carnot executado em um sistema com escoamento em regime permanente, na região de mistura líquido-vapor saturado, utilizando refrigerante-

-134a escoando a uma taxa de 0,22 kg/s como fluido de trabalho. Sabe-se que a temperatura absoluta máxima do ciclo equivale a 1,2 vez a temperatura absoluta mínima e que a potência fornecida ao ciclo e de 5 kW. Considerando que o refrigerante muda de vapor saturado para líquido saturado durante o processo de rejeição de calor, determine a proporção das pressões máxima e mínima do ciclo.

Passo 1

Vamos lá! A questão nos afirma que um ciclo de bomba de calor Carnot é executado em um sistema de fluxo constante com R-134a fluindo a uma taxa especificada. A potência líquida

e a relação entre as temperaturas máximas e mínimas são dadas. A razão entre as pressões máximas e mínimas está para ser determinado.

Podemos representar este problema como:

Passo 2

Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. O coeficiente de desempenho do ciclo é

E,

já que a entalpia da vaporização h f g a um dado T ou P representa a quantidade de transferência de calor por unidade de massa como uma substância é convertida de líquido saturado a vapor saturado a esse T ou P. Portanto, T H é a temperatura que corresponde ao valor h f g de 136,36 kJ/kg, e que é determinado a partir das tabelas R-134a a ser

E

Também,

Passo 3

Então a razão entre as pressões máximas e mínimas no ciclo é

P m a x P m i n = 1763   k P a 542   k P a = 3.25

Resposta

P m a x P m i n = 3.25

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