Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

664
CICLOS DE REFRIGERACIÓN
Aire
frío
Aire
comprimido
FIGURA P11-132
11-133 Repita el problema 11-132 para una presión de 600
kPa en la toma del tubo de remolino.
11-134 Usando software EES (u otro), investigue el
efecto de la presión del evaporador sobre el COP
de un ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor
con refrigerante 134a como fluido de trabajo. Suponga que la
presión del condensador se mantiene constante a 1.4 MPa,
mientras la presión de evaporación se hace variar de 100 kPa
a 500 kPa. Grafique el COP del ciclo de refrigeración contra
la presión del evaporador, y explique los resultados.
11-135 Usando software EES (u otro), investigue el
efecto de la presión del condensador sobre
el COP de un ciclo ideal de refrigeración por compresión de
vapor con refrigerante 134a como fluido de trabajo. Suponga
que la presión del evaporador se mantiene constante a 150 kPa
mientras la presión del condensador varía entre 400 y 1.400
kPa. Grafique el COP del ciclo de refrigeración contra la presión
del condensador, y explique los resultados.
11-136 Deduzca una relación para el COP del sistema de
refrigeración de dos etapas con una cámara de vaporización
instantánea que se muestra en la figura 11-14, en términos de
las entalpías y la calidad en el estado 6. Considere la unidad
de masa en el condensador.
Problemas para el examen de fundamentos
de ingeniería
Aire
tibio
11-137 Considere una bomba de calor que opera en el ciclo
de Carnot invertido con refrigerante 134a como fluido de trabajo,
que se ejecuta por debajo del domo de saturación entre
los límites de presión de 140 y 800 kPa. El R-134a cambia
de vapor saturado a líquido saturado durante el proceso de
rechazo de calor. La entrada neta de trabajo para este ciclo es
a) 28 kJ/kg b) 34 kJ/kg c) 49 kJ/kg
d) 144 kJ/kg e) 275 kJ/kg
11-138 Un refrigerador quita calor de un espacio refrigerado
a 0 °C a una de 2.2 kJ/s y lo rechaza al ambiente a 20 °C. La
entrada mínima de potencia necesaria es
a) 89 W b) 150 W c) 161 W
d) 557 W e) 2 200 W
11-139 Un refrigerador opera en el ciclo ideal de refrigeración
por compresión de vapor con refrigerante 134a como
fluido de trabajo entre los límites de presión de 120 y 800
kPa. Si la tasa de remoción de calor del espacio refrigerado es
de 32 kJ/s, el flujo másico del refrigerante es
a) 0.19 kg/s b) 0.15 kg/s c) 0.23 kg/s
d) 0.28 kg/s e) 0.81 kg/s
11-140 Una bomba térmica opera en el ciclo ideal de refrigeración
por compresión de vapor con refrigerante 134a como
fluido de trabajo entre los límites de presión de 0.32 y 1.2
MPa. Si el flujo másico del refrigerante es de 0.193 kg/s, la
tasa de suministro de calor por una bomba de calor al espacio
calentado es
a) 3.3 kW b) 23 kW c) 26 kW
d) 31 kW e) 45 kW
11-141 Un ciclo ideal de refrigeración por compresión de
vapor con refrigerante 134a como fluido de trabajo opera
entre los límites de presión de 120 kPa y 700 kPa. La fracción
másica de refrigerante que está en fase líquida a la entrada del
evaporador es
a) 0.69 b) 0.63 c) 0.58
d) 0.43 e) 0.35
11-142 Considere una bomba de calor que opera en el ciclo
ideal de refrigeración por compresión de vapor con refrigerante
134a como fluido de trabajo entre los límites de presión
de 0.32 y 1.2 MPa. El coeficiente de desempeño de esta
bomba térmica es
a) 0.17 b) 1.2 c) 3.1
d) 4.9 e) 5.9
11-143 Un ciclo ideal de refrigeración que usa aire como
fluido de trabajo opera entre los límites de presión de 80 y
280 kPa. El aire se enfría a 35 °C antes de entrar a la turbina.
La temperatura mínima de este ciclo es
a) 58 °C b) 26 °C c) 5 °C
d) 11 °C e) 24 °C
11-144 Considere un ciclo ideal de refrigeración de gas que
usa helio como fluido de trabajo. El helio entra al compresor
a 100 kPa y 17 °C y se comprime a 400 kPa. Luego se enfría a
20 °C antes de entrar a la turbina. Para un flujo másico de 0.2
kg/s, la entrada neta de trabajo necesaria es
a) 28.3 kW b) 40.5 kW c) 64.7 kW
d) 93.7 kW e) 113 kW
11-145 Un sistema de acondicionamiento de aire por absorción
debe quitar calor de un espacio acondicionado a 20 °C, a
razón de 150 kJ/s, operando en un entorno que está a 35 °C.
El calor operativo se suministra de una fuente geotérmica a
140 °C. La tasa mínima de suministro de calor es
a) 86 kJ/s b) 21 kJ/s c) 30 kJ/s
d) 61 kJ/s e) 150 kJ/s
11-146 Considere un refrigerador que opera en un ciclo de
refrigeración por compresión de vapor con R-134a como fluido
de trabajo. El refrigerante entra al compresor como vapor saturado
a 160 kPa y sale a 800 kPa y 50 °C, y sale del condensa-