Enunciado

Repita o Prob. 11–129, considerando que o trocador de calor fornece 21,3 °C de sub-resfriamento.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem?

Bem, para o problema, podemos esboçar o mesmo diagrama T-s do problema 11-129, como:

Bem, primeiramente vamos definir o valor da entalpia em cada estado, para posterior cálculo do COP.

Passo 2

Assim, sabemos que o estado 3 se encontra em líquido saturado e possui P 3 = 0,8   M P a e sabendo que o refrigerante é o R-134a, da tabela termodinâmica de vapor saturado:

h 3 = 95,47     K J k g    

O estado 4 possui a temperatura do estado 3 (temperatura de saturação correspondente à pressão de 0,8 MPa) com o sub-resfriamento de 2 1,3 0 C , então T 4 = 31,3 - 2 1,3 → T 4 = 1 0 0 C   e, das tabelas, podemos fazer a aproximação para líquido saturado à 1 0 0 C , então:

h 4 = 65,43 K J k g

E assumindo que há estrangulamento de 4-5, temos h 4 = h 5 = 65,43   K J k g   .

O estado 6 encontra-se em vapor saturado e T 6 = - 10,1 0 C , então: h 6 = 244,46 K J k g

Passo 3

A entalpia no estado 1 pode ser encontrada fazendo o balanço de energia no trocador de calor:

∑ m ˙ e h e = ∑ m ˙ s h s

Então:

    m ˙ h 1 - h 6 = m ˙ h 3 - h 4 → h 1 = h 3 - h 4 + h 6   → h 1 = 2 74,5 K J k g

Então, para a pressão P 1 = 0 , 2   M P a   e   h 1 = 2 74,5   K J k g , é possível descobrir s 1 = 1,0449 K J k g K .

Então, como s 2 = s 1 e P 2 = 0,8   M P a e está em vapor superaquecido, podemos descobrir que:

h 2 = 308,28 K J k g

Passo 4

Assim, o coeficiente de performance é:

C O P = q L w = h 6 - h 5 h 2 - h 1 = 5 , 3

Resposta

Portanto o COP do sistema é 5,3

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

11.5 O ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor envolve irreversibilidades?
11.6 Por que a válvula de expansão não é substituída por uma turbina isentrópica em um ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor?
Um gerador termoelétrico deve ser usado junto com um coletor solar que possa fornecer calor a uma taxa de 7 * 10 6 K J h r a 90 °C. O calor dissipado deve ser rejeitado para o ambiente a 22 °C. Qual é
Uma bomba de calor para aquecimento de água aquece a água absorvendo o calor do ar ambiente e transferindo-o para a água. A bomba de calor tem um COP de 3,4 e consome 6 kW de eletricidade quando está
As salas com áreas de piso de até 15 m² são resfriadas adequadamente por condicionadores de ar de janela cuja capacidade de resfriamento é de 5.000 Btu/h. O COP do condicionador de ar é dado e corresp