Lista 3 - 2024-1

EM460/R – Termodinˆamica II – 1º Semestre de 2024 Prof. Dr. Rog´erio Gon¸calves dos Santos, PED M.Sc. Henrique Beneduzzi Mantovani Lista de Exerc´ıcios 3 A terceira lista envolve problemas sobre ciclos de refrigera¸c˜ao e bomba de calor (cap´ıtulo 10 do livro texto Moran, M. J., Shapiro, H. N., Boettner, D. D., & Bailey, M. B. (2014). Princ´ıpios de Termodinˆamica para Engenaria. John Wiley & Sons). A numera¸c˜ao dos exerc´ıcios tem como referˆencia a s´etima edi¸c˜ao. Exerc´ıcios propostos Exerc´ıcio proposto 1: Refrigerante 134a ´e utilizao como fluido de trabalho em um ciclo de refrigera¸c˜ao por compress˜ao de vapor que opera em regime permanente. O refrigerante entra no compressor a -10 ºC e 1,4x105 Pa; e a press˜ao no condensador ´e de 7x105 Pa. O l´ıquido que sai do condensador est´a a 24 ºC. a vaz˜ao m´assica de refrigerante ´e de 6 kg/min. Considere a eficiˆencia isentr´opica do compressor igual a 0,7. Determine: (a) o coeficiente de desempenho; (b) a potˆencia do compressor; (c) a capacidade frigor´ıfica, em kW. Exerc´ıcio proposto 2: Considere o arranjo do sistema de refrigera¸c˜ao da figura P10.32 do livro texto, utilizando Refrigerante 134a. O evaporador de baixa temperatura opera a -18 ºC e com vapor saturadona sua sa´ıda, tendo uma capacidade frigor´ıfica de 3 MW. O evaporador de alta temperatura produz vapor saturado a 3,2 bar na sua sa´ıda e tem uma capacidade frigor´ıfica de 2 MW. A compress˜ao, at´e uma press˜ao de 10 bar, ´e isentr´opica. O refrigerante deixa o condensador como l´ıquido saturado. Determine: (a) a vaz˜ao m´assica em cada evaporador, em kg/s; (b) a potˆencia de acionamento do compressor (c) a taxa de transferˆencia de energia via troca de calor do fluido de trabalho no condensador; (d) o coeficiente de rendimento. Exerc´ıcio proposto 3: Ar entra no compressor de um ciclo ideal de refrigera¸c˜ao Brayton a 100 kPa e 270 K. A raz˜ao de compress˜ao do compressor ´e 3 e a temperatura na entrada da turbina ´e 310 K. Determine: (a) o trabalho l´ıquido de acionamento, por unidade de massa de ar, em kJ/kg; (b) o coeficiente de desempenho. 1 EM460/R – Termodinˆamica II – 1º Semestre de 2024 Prof. Dr. Rog´erio Gon¸calves dos Santos, PED M.Sc. Henrique Beneduzzi Mantovani Exerc´ıcios do livro 10.30, 10.31, 10.32, 10.33, 10.36, 10.37, 10.38, 10.40, 10.50. 2