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Sistemas Térmicos de Refrigeração – Prova 1 – NOTURNO Universidade Federal de São João Del Rei – UFSJ Prof. Ricardo Luiz Labozetto Nome: ________________________________________________ Matr.: __________ Data: _____ / _____ / _____ 1. Em qual dos itens abaixo existem combinações de propriedades que não definem o estado de líquido resfriado: (0,214 ponto) ( ) entalpia e entropia; ( ) entalpia e temperatura; ( ) pressão e temperatura; ( ) pressão e título; ( ) entropia e temperatura. 2. Considerando o gráfico abaixo, relacione os números: (0,214 ponto cada item) ( ) temperatura constante; ( ) líquido saturado; ( ) volume específico constante; ( ) vapor saturado; ( ) ponto crítico. 3. Com relação a um ciclo de compressão de vapor, diga se as afirmações abaixo são falsas ou verdadeiras: (0,214 ponto cada item) ( ) uma redução na temperatura de condensação resulta em uma redução do COP; ( ) uma redução na temperatura de evaporação resulta em uma redução do COP; ( ) o ciclo de refrigeração por absorção de água/amônia/hidrogênio é um ciclo que funciona sem a utilização de válvulas de expansão; ( ) quanto maior a temperatura do fluido superaquecido menor será o COP. ( ) o ciclo de refrigeração por absorção de água/amônia/hidrogênio é um ciclo que utiliza o hidrogênio como fluido refrigerante já que este se encontra no estado gasoso e possui baixo peso molecular; ( ) quanto maior a temperatura do fluido subresfriado menor será o COP; ( ) o uso do ciclo de refrigeração por compressão de vapor consome menos energia elétrica que o ciclo de absorção de amônia quando usado na refrigeração de verduras em câmaras frigoríficas; ( ) o uso do ciclo de refrigeração por compressão de vapor consome menos energia elétrica que o ciclo de absorção de amônia quando usado no congelamento de carne em câmaras frigoríficas; ( ) os túneis de congelamento são utilizados para manter carne congelada em frigoríficos onde são abatidos muitos animais e a carga térmica nas câmaras de congelamento é muito grande; ( ) os túneis de congelamento utilizando ciclos de absorção de Brometo de Lítio são mais vantajosos porque estes utilizam menos energia elétrica que os ciclos de compressão de vapor de mesma potência; ( ) a concentração de vapor de amônia que entra no condensador em um ciclo de refrigeração água/amônia deve ter concentração de 100% para que a eficiência do ciclo seja a maior possível. 4. Com relação ao ciclo de absorção, diga se as afirmações abaixo são falsas ou verdadeiras: (0,214 ponto cada item) ( ) se um ciclo de absorção for usado em um sistema em cascata, o primeiro terá seis trocas de calor com o meio exterior; ( ) o ciclo de refrigeração por absorção de água/brometo de lítio tem a água como fluido refrigerante; ( ) é necessário que se retire calor do absorvedor para que a absorção da amônia pela solução fraca continue acontecendo; ( ) esse ciclo economiza energia porque o compressor comprime vapor superaquecido; ( ) o gerador, absorvedor, bomba e uma válvula de expansão equivalem ao compressor de um ciclo de compressão de vapor. ( ) o ciclo de refrigeração por absorção de água/brometo de lítio é muito utilizado em câmaras frigoríficas para armazenamento de carne congelada pois necessitam por volta de 10% da energia elétrica que um ciclo de compressão de vapor de mesma capacidade utiliza. Considerando o gráfico mostrado acima assinale o item correto nas questões 5, 6, 7 e 8: 5. Qual a concentração da solução quando esta se apresenta como vapor superaquecido? (0,214 ponto) ( ) 0 ( ) 0,2 ( ) 0,15 ( ) 0,30 ( ) 0,80 ( ) 1 6. Qual a porcentagem de água encontrada no ponto 4? (0,214 ponto) ( ) 0 ( ) 0,2 ( ) 0,15 ( ) 0,30 ( ) 0,80 ( ) 1 7. Qual a concentração de amônia da solução como líquido subresfriado? (0,214 ponto) ( ) 0 ( ) 0,2 ( ) 0,15 ( ) 0,30 ( ) 0,80 ( ) 1 8. Qual a concentração da solução no estado de líquido saturado (na temperatura do ponto E)? (0,214 ponto) ( ) 0 ( ) 0,2 ( ) 0,15 ( ) 0,30 ( ) 0,80 ( ) 1 9. Em que estado se encontra o ponto 2 da figura acima? (0,214 ponto) ( ) saturação; ( ) vapor superaquecido; ( ) líquido saturado; ( ) vapor saturado seco; ( ) líquido subresfriado. 10. A figura abaixo mostra um sistema de refrigeração por compressão de vapor em dois estágios que usa amônia como fluido de trabalho. O sistema utiliza um trocador de calor de contato direto para promover o inter-resfriamento. O evaporador tem uma capacidade frigorífica de 30 TR (105,5 kW) e produz vapor saturado a 1,25bar na sua saída. No primeiro estágio de compressão, o refrigerante é comprimido adiabaticamente até 550 kPa, que é a pressão no trocador de calor de contato direto. O vapor saturado a 550 kPa entra no compressor de segundo estágio e é comprimido adiabaticamente até 1800 kPa. A eficiência isentrópica de cada compressor nos estágios é de 86%. Não existe queda de pressão apreciável à medida que o refrigerante escoa pelos trocadores de calor. O líquido saturado entra em cada uma das válvulas de expansão. Determine: a) a potência de acionamento de cada compressor nos estágios, em HP; (1,0 ponto) b) a razão entre as vazões mássicas 13 / mm ; (1,0 ponto) c) o coeficiente de desempenho; (1,0 ponto) d) esboce gráfico pressão versus entalpia do ciclo. (1,0 ponto) Ponto h (kJ/kg) s (kJ/kg.K) 1 2 3 4 5 6 7 8 kPaMPabar 2101,01 HPkW 34,11