Ciclo de Refrigeración- Informe

Ciclo de Refrigeración- Informe

Acevedo Giraldo A .Fa, Alzate Díaz L .Db, Marín González .Ac, Zuluaga Botero .Sd

aanfacevedogi@unal.edu.co, bldalzated@unal.edu.co, c vmaring@unal.edu.co, dsazuluagabo@unal.edu.co

Curso – Laboratorio de Ingeniería Química 1

Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Departamento de Ingeniería Química, Universidad Nacional, Manizales, Colombia

25 Abril 2016

OBJETIVO GENERAL:

Analizar, identificar y cuantificar las variables implicadas en un proceso de refrigeración

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Determinar los flujos energéticos de los dispositivos termodinámicos que componen a los ciclos de refrigeración.

• Identificar la relación de las variables básicas de operaciones termodinámicas en ciclos de refrigeración

• Determinar  el COPR máximo y real del ciclo de refrigeración.

Del dispositivo se tomaron las siguientes temperaturas

Tabla 1 Puntos de toma de datos en el refrigerador

Durante la práctica se realizaron alrededor de 16 tomas de datos por ciclo, obteniendo los siguientes resultados.

El ciclo se entiende como el periodo de tiempo en el que la nevera comienza a realizar trabajo en el compresor hasta que este no está siendo usado, preparándose para su inició de nuevo, justo en ese momento se da por finalizado un ciclo completo.

[pic 1]

Ilustración 1 Temperatura durante el ciclo 1

[pic 2]

Ilustración 2 Temperatura durante el ciclo 2

• Se comprime el gas en una parte de su recorrido que se encuentra en el exterior de la heladera (el compresor). Entonces aumenta su temperatura (la compresión calienta), esto se puede observar en las líneas de T1 (entrada al compresor) y T2 (salida del compresor) en la que se observa un notorio aumento en la temperatura del gas.

• Se permite que el gas comprimido y caliente se enfríe (en el condensador) liberando calor al ambiente (el calor se transfiere de un cuerpo caliente a uno frío), esto equivale a la línea T4, que muestra una disminución en la temperatura desde el compresor hasta el condensador. De allí el gas sale como liquido hacia el capilar (T6), su temperatura debe ser todavía menor a la que se tenía del compresor. Lo cual se verifica en ambas gráficas.

• Después de esto el líquido ingresa al evaporador (T7 entrada al evaporador) y (T8 salida del evaporador), en donde la nevera tiene una pérdida de calor por la expansión del gas formado, haciendo que la temperatura disminuya en el interior de esta como se encuentra graficado en T9 y T10. (www.repositoriorecursos.edu.ar, s.f.)

CÁLCULOS

Se deben calcular los calores en el condensador y en el evaporador y para esto es necesario saber las entalpias, suponiendo que el refrigerante ingresa al condensador como vapor saturado y sale de este como liquido saturado y que también entra al evaporador como liquido saturado y sale como vapor saturado (en ninguno de los dos equipos se presenta cambio de fase).

Calor del reservorio frío: Se halla mediante la resta de las entalpias de la entrada al evaporador y salida del evaporador.

Qc=hsalida-hentrada  

Calor del reservorio caliente: Se halla mediante la resta de las entalpias de la entrada al capilar y entrada del condensador.

Qh=hentradacond-hentradacap    

Trabajo neto: Es la diferencia de los calores, del reservorio caliente menos el reservorio frio.

Wneto= Qh-Qc  

De datos de entalpía, para gases y líquidos, en función de la temperatura. (Yunus A. Cengel), se realizaron las siguientes linealizaciones para obtener las dos ecuaciones que representen el comportamiento de dicha propiedad.

• Para líquidos

y = 0.002x2 + 1.3498x + 51.461

Donde:  

• Para gases

Y=-0.0021x2 + 0.5734x + 251.05

Donde:

Ahora se calcularan las entalpias para líquido y gas correspondientes a las temperaturas de los dos ciclos monitoreados. Obteniendo los siguientes resultados.

Ciclo 1

• Entalpias del liquido

• Entalpias del gas

...