Enunciado

O refrigerante-134a entra nas serpentinas de um evaporador, localizadas na parte traseira do congelador de um refrigerador doméstico. O refrigerante está a 100 kPa com um título de 20% e sai a 100 kPa e 26 °C. Considerando que o compressor consome 600 W de potência e o COP do refrigerador corresponde a 1,2, determine (a) o fluxo de massa do refrigerante e (b) a taxa de calor rejeitado para o ar da cozinha.

Passo 1

Vamos desenhar um esquema básico do refrigerador:

Como temos o C O P R e a potência consumida pelo compressor, podemos calcular a taxa de calor removido pelo evaporador

Q ˙ L = W ˙ e n t ⋅ C O P R

Q ˙ L = 600   W ⋅ 1,2

Q ˙ L = 720   W

Q ˙ L = 0,72   k W

Passo 2

O fluido que sai do evaporador em (1) é vapor superaquecido. Então vamos interpolar na Tabela A13.

h 1 - 234,5 - 26 - ( - 26,31 ) = 239,5 - 234,5 - 20 - ( - 26,31 )

h 1 = 239,5 - 234,5 26,31 - 20 26,31 - 26 + 234,5

h 1 = 234,75 k J k g

O fluido que entra no evaporador em (4) é uma mistura de líquido e vapor com título de 20%. Vamos utilizar isso para calcular a entalpia:

h 4 = h l @ 100 k P a + h l v @ 100 k P a ⋅ x 4

h 4 = 17,28 + 217,16 ⋅ 0,2

h 4 = 60,712 k J k g

Passo 3

Agora podemos calcular a vazão mássica do sistema, já que sabemos dos capítulos anteriores que:

Q ˙ L = m ˙ ⋅ h 1 - h 4

m ˙ = Q ˙ L h 1 - h 4

m ˙ = 0,72   k W 234,75 k J k g - 60,712 k J k g

m ˙ = 4,14 ⋅ 10 - 3 k g s

Passo 4

Podemos calcular a taxa de calor rejeito Q ˙ H com uma variação da equação 6-8:

Q ˙ H = W ˙ e n t + Q ˙ L

Q ˙ H = 600   W + 720   W

Q ˙ H = 1320   W

Q ˙ H = 1,32   k W

Resposta

  1. m ˙ = 4,14 ⋅ 10 - 3 k g s
  2. Q ˙ H = 1,32   k W
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