A refrigeração e o condicionamento de ar são áreas fundamentais para engenheiros mecânicos, com aplicações que são extensões diretas dos princípios da termodinâmica. Exemplos dessas aplicações incluem câmaras frigoríficas, unidades de recuperação de calor, sistemas de ar-condicionado e sistemas inteligentes de aquecimento e controle do ar.
Nos sistemas de refrigeração industrial, a diferença de temperatura entre evaporação e condensação geralmente varia de 50°C a 80°C. Essa grande variação pode causar problemas operacionais e de desempenho. Para resolver esses problemas, engenheiros devem propor soluções inovadoras para melhorar o desempenho do sistema e preservar a vida útil e a eficiência dos componentes. Algumas soluções incluem sistemas de compressão em múltiplos estágios de pressão, segmentação do sistema em vários níveis de temperatura de evaporação e sistemas de refrigeração em cascata.
Uma instalação frigorífica opera com um sistema de refrigeração de duplo estágio, conforme ilustrado na Figura 1. Esse sistema pode usar um ou mais evaporadores e integra o resfriador intermediário e o separador de gás de flash em um único vaso.
Como Engenheiro de Processos do sistema de refrigeração em questão, foi solicitado que você fizesse uma análise do sistema de estágio duplo de compressão em estudo (Figura 1).
Após um levantamento dos dados in loco, você conseguiu as informações constantes na Tabela 1, a respeito da operação do sistema em estudo representado na Figura 1.
Fonte: O autor, 2024
Como engenheiro, faça as devidas considerações. Para auxiliar você na execução das suas atividades, entre no Studeo e acesse a Biblioteca Digital Unicesumar ou a plataforma Minha Biblioteca, para utilizar materiais complementares. Na biblioteca digital, busque pelo livro Refrigeração Industrial (STOECKER, W. F.; JABARDO, J. M S. Refrigeração industrial. São Paulo: Blucher, 2018) e siga os passos a seguir:
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- a) Baseado no sistema de refrigeração apresentado na Figura 1, apresente o estado físico (líquido subresfriado, líquido saturado, mistura L-V, vapor saturado, vapor superaquecido) do fluido de cada corrente (1 a 8), bem como a entalpia (kJ kg ) do fluido em cada corrente (1 a 8). Para obter os valores das entalpias, consultar o Apêndice B do livro Refrigeração Industrial (STOECKER, W. F.; JABARDO, J. M S. Refrigeração industrial. São Paulo: Blucher, 2018).-1
- b) Determine o trabalho (kJ kg ) e a potência (kW) de compressão para os compressores 1 e 2, bem como a vazão volumétrica na aspiração de cada compressor.
