Propriedades termodinâmicas do refrigerante R22
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Ciclos de compressão a vapor
Massa específica: Define-se massa específica de uma substância através da
razão entre a massa de uma porção compacta e homogénea dessasubstância e o volume ocupada por ela. Matematicamente:
Volume específico: Define-se volume específico como a razão entre o
volume de um corpo pela sua massa . Matematicamente:
Caudal mássico ():
Caudal volumétrico ():
Trabalho de compressão: É a variação de entalpia no processo A-B
(compressão isoentrópica)
[ ]
Taxa de rejeição de calor ou calor dissipado no condensador: É o calor
transferido do refrigerante no processo B-C (condensação isobárica)
[ ]
Efeito de refrigeração ou calor absorvido no evaporador: É a quantidade
de calor que cada de refrigerante absorve ao passar pelo evaporador,
ou seja no processo D-A (evaporação isobárica)
[ ]
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Coeficiente de eficácia: É a razão entre o efeito de refrigeração e o trabalho decompressão
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 ovolume específico
Capacidade de refrigeração ou potência frigorífica:
( ) Potência do compressor: É o produto do trabalho de compressão pela vazãomássica de refrigerante
( )
Potência calorífica dissipada no condensador:
( )
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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
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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 vaporoperando com refrigerante 22, para uma temperatura de evaporação de -5oC e uma condensação de 30 oC, e calcule: a) O trabalho do compressor. b) Oefeito 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
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3) Um sistema frigorífico, operando com refrigerante 22, deve apresentar umacapacidade de refrigeração de 80 KW. O ciclo é o padrão de compressão avapor, com temperatura de evaporação de -8 oC e de condensação de 42 oC.a) Determine a vazão em volume de refrigerante em metros cúbicos porsegundo referida à aspiração do compressor. b) Calcule a potência do
compressor necessária. c) Qual é a fração de vapor na mistura na entrada doevaporador, 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
(OC)
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
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{ {
4) Um sistema de compressão a vapor, usando refrigerante 22, utiliza umtrocador de calor entre o gás de aspiração e o líquido, o qual aquece o vaporsaturado do evaporador de -10 a 5 OC com líquido do condensador a 30 0C. Acompressão é isoentrópica para os casos a seguir. a) Calcule o coeficiente deeficácia do sistema sem trocador de calor, com temperatura de condensaçãode 30 0C e temperatura de evaporação de -10 0C. b) Calcule o coeficiente deeficácia do sistema com trocador de calor. c) Qual é a capacidade derefrigeração 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 acapacidade de refrigeração do sistema com trocador de calor para umcompressor com a mesma capacidade do caso c)?
a)
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b)
c)
( )
()
d)
( )
()
Potência do permutador de calor
( ) ()
()
Potência do compressor
( ) ()
Propriedades termodinâmicas do refrigerante R-22 (CHCIF2) saturado
T
(OC)
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 1,767130 1191 0,8519 19,74 236,7 177,9 414,5 1,1253 1,712017 835,7 0,8167 28,31 220,4 190,7 411,0 1,0714 1,7285
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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
(OC)
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)
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