Atividade 5 - Termodinâmica

Prévia do material em texto

TERMODINÂMICA II 
Explique os processos envolvidos no ciclo de refrigeração de Carnot ideal 
considerando que o fluído sai do compressor como vapor saturado, e entra no 
motor térmico como líquido saturado: 
T_frio = 10 °C - sua idade em °C 
T_frio = 10 °C + sua idade em °C 
Considere a vazão de fluído refrigerante R134a de 1,4+0,1*(sua idade) kg/s. 
(a) Determine as propriedades termodinâmicas para cada estado do ciclo; 
(b) Desenhe os diagramas h x P e s x T ; 
(c) Calcule a o calor trocado nos trocadores de calor, e o trabalho gerado e 
consumido pelo motor térmico e compressor (respectivamente). 
(d) Calcule a potência frigorífica, e a potência de bomba de calor do ciclo; 
(e) Calcule o COP e o COP_bc. 
 
TERMODINÂMICA II 
UNIDADE III – ATIVIDADE I 
 
NOME: Bruno Garlet Alberti MATRÍCULA: 201820631 
Explique os processos envolvidos no ciclo de refrigeração de Carnot ideal 
considerando que o fluído sai do compressor como vapor saturado, e entra no 
motor térmico como líquido saturado: 
T_frio = 10 °C - sua idade em °C 
T_frio = 10 °C + sua idade em °C 
Considere a vazão de fluído refrigerante R134a de 1,4+0,1*(sua idade) kg/s. 
(a) Determine as propriedades termodinâmicas para cada estado do ciclo; 
(b) Desenhe os diagramas h x P e s x T ; 
(c) Calcule a o calor trocado nos trocadores de calor, e o trabalho gerado e 
consumido pelo motor térmico e compressor (respectivamente). 
(d) Calcule a potência frigorífica, e a potência de bomba de calor do ciclo; 
(e) Calcule o COP e o COP_bc. 
A) 
DADOS: 
 
Idade = 21 
T1 = (10ºC -Idade) = 262,15 Razão vazão = [1,4+0,1*(Idade)] = 3,5 
T2 = (10ºC +Idade) = 304,15 ṁ 3,5 
 
 
 Pressão Temperatura Densidade Volume Título Entalpia Entropia 
 P (Pa) T (K) D (kg/m³) V (m³/Kg) Q (-) H (J/Kg) S (J/KgK) 
1 1,93E+05 262,15 9,91745 0,10083 0,97474 3,87E+05 1,714E+03 
2 7,93E+05 304,15 38,65299 0,02587 1 4,15E+05 1,714E+03 
3 7,93E+05 304,15 1183,530 0,00084 0 2,43E+05 1,148E+03 
4 1,93E+05 262,15 36,86008 0,0271 0,2569 2,38E+05 1,148E+03 
 
OBS: P1 = P4 P2 = P3 
 T1 = T4 T2 = T3 
 S1 = S2 S3 = S4 
 
 
 
B) 
 
Diagrama H x P: 
Pressão Entalpia 
P (Pa) H (J/Kg) 
3,87E+05 1,93E+05 
4,15E+05 7,93E+05 
2,43E+05 7,93E+05 
2,38E+05 1,93E+05 
3,87E+05 1,93E+05 
 
 
 
DIAGRAMA S X T: 
Entropia Temperatura 
S (J/KgK) T (K) 
1,71E+03 262,15 
1,71E+03 304,15 
1,15E+03 304,15 
1,15E+03 262,15 
1,71E+03 262,15 
 
 
 
 
 
C) 
 
Calor trocado e trabalho gerado: 
 
Qh = ṁ(h2-h3) 6,02E+05 w 
Ql = ṁ(h1-h4) 5,19E+05 w 
Wcomp = (h2-h1) 2,85E+04 J/kg 
Wmotor = (h3-h4) 4,69E+03 J/kg 
 
Wliq = (Wcomp-Wmotor) 2,38E+04 J/kg 
 
1,93E+05
7,93E+057,93E+05
1,93E+05 1,93E+05
0,00E+00
1,00E+05
2,00E+05
3,00E+05
4,00E+05
5,00E+05
6,00E+05
7,00E+05
8,00E+05
9,00E+05
0,00E+00 1,00E+05 2,00E+05 3,00E+05 4,00E+05 5,00E+05
P x H
262,15
304,15304,15
262,15 262,15
260,00
265,00
270,00
275,00
280,00
285,00
290,00
295,00
300,00
305,00
310,00
0,00E+00 5,00E+02 1,00E+03 1,50E+03 2,00E+03
T x S
 
 
D) 
 
Potência Frigorífica: 
 
Pc = ṁ*Wcomp 9,96E+04 W 
Pm = ṁ*Wmotor 1,64E+04 W 
 
E) 
 
COP e COP_bc: 
 
COP = [T1/(T2-T1)] 6,241666667 
COP_bc = COP + 1 7,241666667