Practica 11 Lab Termo

Laboratorio de Termodinámica

Practica11:Ciclo de Refrigeración por compresión de un vapor.

Grupo:22

Nombre Grupo Teoría

Chayres Varela Ambar Isabel 03

Gascón Trillo Luis 08

Gascón Trillo Manuel 08

González Damián Edson Alejandro 15

Haro Aguilar Erika Gabriela 09

Fecha de entrega: 09 de Noviembre de 2012

Objetivos.

Identificar los componentes de una unidad de refrigeración.

Representar el ciclo termodinámico en diagramas P-h y T-s.

Obtener las propiedades termodinámicas relevantes en ciertas partes del ciclo.

Determinar las eficiencias de Carnot y real del ciclo.

Introducción

Al estudiar el ciclo de Refrigeración, es necesario definir que es un ciclo termodinámico, éste es cualquier serie de procesos termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regrese a su estado inicial; es decir, que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.

Definido lo anterior, podemos hablar de algunas técnicas y sistemas de producción de frío:

Hablar de producción de frío es tanto como hablar de extracción de calor; existen diversos procedimientos que permiten su obtención, basados en el hecho de que si entre dos cuerpos existe una diferencia de temperaturas, la transmisión de calor de uno a otro se puede efectuar por conducción y radiación.

Procedimientos químicos.- Están basados en el uso de determinadas mezclas y disoluciones que absorben calor del medio que las rodea; se trata de procesos no continuos, de nulo interés y aplicación prácticos, sólo aptos para determinados trabajos de laboratorio.

Procedimientos físicos.- Se puede conseguir un descenso de temperatura mediante procesos físicos, como la expansión de un fluido en expansores y en válvulas de estrangulamiento, fundamento de las actuales máquinas industriales de producción de frío; este tipo de sistemas admite la siguiente clasificación:

Sistemas basados en el cambio de estado de una sustancia.- En estos sistemas interviene el calor latente del cambio de estado y se puede hacer la siguiente subdivisión:

Por fusión, en que la producción de frío, o lo que es lo mismo, la sustracción de calor a la carga a refrigerar, se utiliza para pasar a una sustancia del estado sólido al de líquido; está muy extendida la fusión del hielo, o de mezclas eutécticas, que al cambiar de estado captan calor del entorno.

Por sublimación, en que el paso se efectúa de sólido a gas mediante la adición de calor, siendo el ejemplo más representativo el anhídrido carbónico, para la producción de nieve carbónica.

Por vaporización, en donde se engloban todos los procesos en los que un líquido pasa a fase de vapor al suministrársele una cierta cantidad de calor, pudiéndose distinguir dos casos,

Circuito abierto (vaporización directa), en donde el fluido capta el calor de la carga a enfriar y una vez ha modificado su estado ya no se vuelve a utilizar; este es el caso de algunos transportes que utilizan nitrógeno como medio de producción de frío.

Circuito cerrado, en que a diferencia del anterior, el fluido se recupera con vistas a ser utilizado en un proceso cíclico. Como característica general de estos métodos, hay que hacer un aporte de energía al sistema y utilizar fluidos que vaporicen a baja presión

CLASIFICACIÓN

Las máquinas frigoríficas se pueden clasificar, según el sistema utilizado para la recogida de vapores, en la siguiente forma:

Máquinas de adsorción, en las que los vapores son captados mediante un absorbente sólido.

Máquinas de absorción, en las que los vapores que se forman añadiendo calor al sistema, son absorbidos y recuperados mediante un absorbente líquido.

Máquinas de compresión, en las que los vapores son aspirados y comprimidos mediante un compresor y licuados en un condensador; los compresores pueden ser de émbolo o rotativos, con o sin refrigeración intermedia. Los equipos frigoríficos a base de compresores de émbolos y funcionamiento automático, son los que se utilizan casi exclusivamente en los frigoríficos industriales.

Máquinas de eyección, en las que los vapores son arrastrados por el efecto Venturi que genera el paso de otro fluido a gran velocidad.

Sistemas basados en la expansión adiabática de un fluido gaseoso

En estos sistemas se consigue el enfriamiento del mismo, mediante dos tipos de máquinas.

Para la producción de aire líquido, (efecto Joule-Thomson)

Las máquinas refrigeradoras de aire, en las que el aire comprimido al expansionarse en un expansor (turbina o cilindro de trabajo), se enfría, realizando al mismo tiempo un trabajo, que puede ser aprovechado para la compresión del aire. Sistemas basados en la elevación de la temperatura de un fluido frigorígeno.- En estos sistemas se utiliza un fluido frigorígeno (salmuera) que previamente se ha enfriado por algún tipo de procedimiento; durante el enfriamiento de la salmuera no se produce cambio de estado en la misma, ni tampoco cuando ésta capta calor del producto a enfriar, por lo que el calor eliminado de la carga lo toma la salmuera en forma de calor sensible.

Coeficiente de operación (efecto frigorífico).

La eficiencia de un refrigerador se obtiene en términos del coeficiente de desempeño (COP). El objetivo de un refrigerador es eliminar calor (Q) del espacio refrigerado. Para lograr este objetivo, se requiere una entrada de trabajo (Wneto). Entonces el COP de un refrigerador se puede expresar como:

COP=1/(Q_H/Q_L -1)

Aplicaciones

Planta separadora de aire

Un proceso de gran significado industrial es la

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