Prova de Recuperacao Termodinamica R134a e Turbina a Gas - Questoes Resolvidas

Termodinâmica 202102 Prova de recuperação semestral 1Um sistema de refrigeração opera entre TLI 14ºC e TH44ºC usando R134a O ciclo precisa retirar 1 kW dos alimentos no freezer O ciclo está mostrado na figura ao lado Após o sistema de refrigeração ter sido construído o título do vapor medido na saída da válvula de expansão foi x05 e a temperatura na saída do compressor foi de 70 ºC Em regime permanente a Escreva a equação de balanço da energia para o freezer simplifiquea e determine a vazão m de R134a através do ciclo b Escreva a equação de balanço da energia para a válvula de expansão simplifique a e calcule o calor que é absorvido do ambiente pela válvula de expansão c Calcule a entropia gerada na válvula de expansão quando a temperatura do ar é de 25 ºC assuma ar como um reservatório d Calcule a potência necessária do compressor admitindo a compressão apenas como adiabática não isotérmica mas levando em conta que a temperatura de saída é de 70 ºC e Calcule o coeficiente de performance do sistema de refrigeração COP 2 A figura ao lado esquematiza uma turbina a gás usada em aviões a jato Considere a tubiera entre as seções 1 e 2 onde a energia termodinâmica é transformada em cinética Os dados medidos em regime permanente foram Pi 300 kPa Ti 400 ºC A1 1m2 vi 30ms Pl 100 kPa T2 350ºC a Simplifique a equação de balanço da energia para o problema admitindo que não haja troca de calor e calcule a velocidade dos gases de combustão na saída do bocal supondo que possam ser considerados como com as mesmas propriedades do ar e que não haja troca de calor Obs cuidado com as unidades Jkg ms2 b Calcule a vazão destes gases em kgs c Calcule a área de saída do bocal d Calcule a variação da entropia entre a entrada e a saída do bocal e Simplifique a equação de balanço da entropia e calcule a entropia gerada no bocal Dados Uma forma simplificada da equação de balanço de energia para sistemas abertos pode ser escrita como onde E U Ee Ep A equação de balanço para a entropia se escreve de forma similar Gases ideais Para gases ideais a equação de estado é dada por PV NRT com R 8314 Esta equação também pode ser escrita como