propriedades-termodinamicas-do-refrigerante-r22_compress

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Ciclos de compressão a Ciclos de compressão a vaporvapor
Massa específica: Define-se massa específica de uma substância através daMassa específica: Define-se massa específica de uma substância através da
razão entre a massarazão entre a massa  de uma porção compacta e homogénea dessade uma porção compacta e homogénea dessa
substância e o volumesubstância e o volume  ocupada por ela. ocupada por ela. Matematicamente:Matematicamente:
    
Volume específico: Define-se volume específico como a razão entre oVolume específico: Define-se volume específico como a razão entre o
volumevolume  de um corpo pela sua massade um corpo pela sua massa . Matematicamente:. Matematicamente:
    
Caudal mássico (Caudal mássico ():): ̇̇   ̇ ̇
Caudal volumétrico (Caudal volumétrico ():):  ̇ ̇ ̇ ̇ 
Trabalho de compressão: É a variação de entalpia no processo A-BTrabalho de compressão: É a variação de entalpia no processo A-B
(compressão isoentrópica)(compressão isoentrópica)
     [[]]
Taxa de rejeição de calor ou calor dissipado no condensador: É o calorTaxa de rejeição de calor ou calor dissipado no condensador: É o calor
transferido do refrigerante no processo B-C transferido do refrigerante no processo B-C (condensação isobárica)(condensação isobárica)
     [[]]
Efeito de refrigeração ou calor absorvido no evaporador: É a quantidadeEfeito de refrigeração ou calor absorvido no evaporador: É a quantidade
de calor que cadade calor que cada  de refrigerante absorve ao passar pelo evaporador,de refrigerante absorve ao passar pelo evaporador,
ou seja ou seja no processo no processo D-A D-A (evaporação isobárica)(evaporação isobárica)
     [[]]
Coeficiente de eficácia: É a razão entre o efeito de refrigeração e o trabalho de
compressão
      
 
 ̇  
 ̇ ̇ 
Potência por KW de refrigeração: É o inverso do coeficiente de eficácia
 ̇        
 
 []
Vazão mássica de refrigerante ou caudal mássico
̇   ̇ 
 ̇   
 ̇  
 ̇ [
 ]
Vazão volumétrica ou caudal volumétrico: É o produto entre a vazão mássica e o
volume específico
 ̇  ̇      ̇    
 
Capacidade de refrigeração ou potência frigorífica:
 ̇  ̇      ̇ (   ) 
Potência do compressor: É o produto do trabalho de compressão pela vazão
mássica de refrigerante
 ̇   ̇  (  )  ̇ 
Potência calorífica dissipada no condensador:
 ̇    ̇  (  )̇ 
Efeito frigorífico por volume específico:
     ou 
Processo C-D é a chamada descompressão isoentálpica
Ficha 1 – Ciclo de compressão a vapor
1) Um ciclo padrão de compressão a vapor, utilizando refrigerante 22,
desenvolve 50 KW de refrigeração, operando a uma temperatura de
condensação de 35 oC e uma temperatura de evaporação de -10 oC.
Determine: a) O efeito de refrigeração em KJ/Kg. b) A vazão do refrigerante
em Kg/s. c) A potência do compressor em KW. d) O coeficiente de eficácia. e)
A vazão em volume medida na sucção do compressor. f) A potência por KW
de refrigeração. g) A temperatura de descarga no compressor.
a) O efeito de refrigeração
      (Valores de tabela)
       
  
b) Vazão do refrigerante (caudal mássico)
 ̇       (valor do enunciado)
  
̇   ̇  ̇    ̇   
c) A potência do compressor em KW
̇        (valor encontrado no diagrama)
   
 ̇ ̇(   ) ̇ () ̇      
d) O coeficiente de eficácia
      (  )
    ()  ()  
e) Volume na sucção do compressor
̇    Volume específico     (valor de tabela)
 ̇ ̇     ̇  ̇      
f) Potência por KW de refrigeração
 ̇     ̇   
 ̇    ̇  ̇  ̇     ̇  
g) A temperatura de descarga no compressor.
Ponto T encontrado no diagrama (aprox. 56 oC)
2) Faça um diagrama esquemático de um ciclo padrão de compressão a vapor
operando com refrigerante 22, para uma temperatura de evaporação de -5
oC e uma condensação de 30 oC, e calcule: a) O trabalho do compressor. b) O
efeito de refrigeração. c) o calor rejeitado no condensador, todos em KJ/Kg.
d) O coeficiente de eficácia.
a) O trabalho do compressor
     
   
b) O efeito de refrigeração
      
  
c) Calor rejeitado no condensador
          
d) Coeficiente de eficácia
     
3) Um sistema frigorífico, operando com refrigerante 22, deve apresentar uma
capacidade de refrigeração de 80 KW. O ciclo é o padrão de compressão a
vapor, com temperatura de evaporação de -8 oC e de condensação de 42 oC.
a) Determine a vazão em volume de refrigerante em metros cúbicos por
segundo referida à aspiração do compressor. b) Calcule a potência do
compressor necessária. c) Qual é a fração de vapor na mistura na entrada do
evaporador, expressa na razão em massa e em volume? Resp.: (c) 0,292;
0,971.
a) Vazão em volume de refrigerante ()
 ̇ ̇     ̇   ̇    ̇   
  ̇     ̇   
b)  ̇   ̇ ̇  (  )  ̇ ̇ ()  ̇   
c)          vapor
Fracção de vapor mássico Quality
  
Onde  é a fracção de vapor volumétrico
Propriedades termodinâmicas do refrigerante R-22 (CHCIF2) saturado
T
(
O
C)
p
(Kpa)

(/Kg) (/Kg) hL(KJ/Kg) hLV(KJ/Kg) hV(KJ/Kg) sL(KJ/Kg.K) sv(KJ/Kg.K)
-8 379,9 0,7625 61,09 190,7 211,6 402,3 0,9659 1,7640
42 1609 0,8910 14,36 252,4 164,5 416,9 1,1749 1,6969
  {     {
  
  
      
    
      
    
      
    
         
4) Um sistema de compressão a vapor, usando refrigerante 22, utiliza um
trocador de calor entre o gás de aspiração e o líquido, o qual aquece o vapor
saturado do evaporador de -10 a 5 OC com líquido do condensador a 30 0C. A
compressão é isoentrópica para os casos a seguir. a) Calcule o coeficiente de
eficácia do sistema sem trocador de calor, com temperatura de condensação
de 30 0C e temperatura de evaporação de -10 0C. b) Calcule o coeficiente de
eficácia do sistema com trocador de calor. c) Qual é a capacidade de
refrigeração do sistema sem trocador de calor se o compressor bombeia 12,0
/s, referidos ao estado do vapor na aspiração do compressor? d) Qual é a
capacidade de refrigeração do sistema com trocador de calor para um
compressor com a mesma capacidade do caso c)? 
a)          
      
b)      
    
      
c)  ̇      
 ̇  ̇     ̇   ̇ (  )
 ̇   ()  ̇  
d)  ̇    ̇     ̇    ̇ (  )
  ̇    ()  ̇    
Potência do permutador de calor
 ̇  ̇(  ) ̇   ̇()
 ̇   () ̇   
Potência do compressor
 ̇  ̇(  ) ̇   ()
 ̇   
Propriedades termodinâmicas do refrigerante R-22 (CHCIF2) saturado
T
(
O
C)
p
(Kpa)

(/Kg) (/Kg) hL(KJ/Kg) hLV(KJ/Kg) hV(KJ/Kg) sL(KJ/Kg.K) sv(KJ/Kg.K)
-10 354,2 0,7587 65,34 188,4 213,1 401,6 0,9573 1,7671
30 1191 0,8519 19,74 236,7 177,9 414,5 1,1253 1,7120
17 835,7 0,8167 28,31 220,4 190,7 411,0 1,0714 1,7285
5) Uma instalação de condicionamento de ar com capacidade de 352 kW de
refrigeração, usa refrigerante 12 e tem temperaturas de evaporação e
condensação de 0 oC e 35 oC respectivamente. a) Que massa deve ser
circulada por segundo? b) Qual a vazão volumétrica na sucção? c) Qual é o
trabalho de compressão isoentrópico? d) Determine a quantidade total de
calor dissipado no condensador? Calcule o coeficiente de eficácia.
Propriedades termodinâmicas do refrigerante R-12 saturado
T
(
O
C)
p
(Kpa)

(/Kg) (/Kg) hL(KJ/Kg) hLV(KJ/Kg) hV(KJ/Kg) sL(KJ/Kg.K) sv(KJ/Kg.K)
0 308,1 0,7 56 200 152,8 352,8 1 1,559
35 846,2 0,8 25,1 234,1 133,1 367,2 1,116 1,548
a) ̇   ̇ ̇   ̇   
b)  ̇  ̇     ̇ 56  ̇   
c)        
d)       