002 - Ciclos de Refrigeración - Problemas a Resolver

Facultad de Ingeniería ecánica ! "nergía

Ciclos Básicos de Refrigeración Jueves 13 de Febrero 2014

FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. - Ing. Oscar Crisostomo G.

Ciclo Ideal de Refrigeración or Co!re"ión de #aor

1. Un refrigerador opera en e n el ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor y usa refrigerante 134a como fluido de trabajo. El condensador opera a 300 psia, y el evaporador a 20 !. "i estuviera disponible un dispositivo de e#pansión adiab$tica y reversible, y se usara para e#pandir el l%&uido &ue sale del condensador, 'cu$nto mejorar%a el ()* usando este dispositivo en lugar de un dispositivo de estrangulación+

FIME - TERMODINAMICA II – Verano Verano 2014

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2. Un refrigerador usa refrigerante 134a como fluido de trabajo y opera en un ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor entre 0.12 y 0. -*a. El flujo m$sico del refrigerante es 0.0 /gs. -uestre el ciclo en un diagrama T-s con respecto a las l%neas de saturación. etermine a la tasa de remoción de calor del espacio refrigerado y la entrada de potencia al compresor, b la tasa de recao de calor al entorno y c  el coeficiente de desempe5o.

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3. "i la v$lvula de estrangulación en el problema 2 se reemplaa por una turbina isentrópica, determine el porcentaje de aumento en el ()* y en la tasa de remoción de calor del espacio refrigerado.

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4. Entra refrigerante 134a al compresor de un refrigerador como vapor sobrecalentado a 0.20 -*a y  ( a raón de 0. /gs, y sale a 1.2 -*a y 0 (. El refrigerante se enfr%a en el condensador a 44 ( y 1.1 -*a, y se estrangula a 0.2 -*a. espreciando cual&uier transfe rencia de calor y cual&uier ca%da de presión en las l%neas de cone#ión entre los componentes, muestre el ciclo en un diagrama T-s con respecto a las l%neas de saturación, y deter mine a la tasa de remoción de calor del espacio refrigerado y la entrada de potencia al compresor, b la eficiencia isentrópica del compresor, y c  el ()* del refrigerador.

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5. Un refrigerador comercial con refrigerante 134a como fluido de trabajo se usa para mantener el espacio refrigerado a 30 ( recaando su calor de deseco a agua de enfriamiento &ue entra al condensador a 16 ( a raón de 0.2 /gs y sale a 27 (. El refrigerante entra al condensador a 1.2 -*a y 7 ( y sale a 42 (. El estado a la entrada del compresor es de 70 /*a y 34 ( y se estima &ue el compresor gana un calor neto de 40 8 del entorno. etermine a la calidad del refrigerante a la entrada del evaporador, b la carga de refrigeración, c  el ()* del refrigerador y d  la carga de refrigeración teórica m$#ima para la misma entrada de potencia al compresor.

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#$ Entra refrigerante 134a al compresor de un refrigerador a 100 /*a y 20 ( a raón de 0. m3min y sale a 0.6 -*a. 9a eficiencia isentrópica del compresor es de 6 por ciento. El refrigerante entra a la v$lvula de estrangulación a 0. -*a y 27 ( y sale del evaporador como vapor saturado a 27 (. -uestre el ciclo en un diagrama T-s con respecto a las l%neas de saturación, y determine a la entrada de potencia al compresor, b la tasa de remoción de calor del espacio refrigerado y c  la ca%da de presión y la tasa de ganancia de calor en la l%nea entre el evaporador y el compresor 

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7. Un refrigerador usa refrigerante 134a como fluido de trabajo y opera en el ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor. El refrigerante entra al evaporador a 120 /*a con una calidad de 30 por ciento y sale del compresor a 70 (. "i el compresor consume 40 8 de potencia, determine a el flujo m$sico del refrigerante, b la presión del condensador y c  el ()* del refrigerador 

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8. El fabricante de un acondicionador de aire afirma &ue una de sus unidades tiene una relación de eficiencia energ:tica estacional ;"EE1 ( y se condensa a 40 (. 9a eficiencia isentrópica del compresor es de 63 por ciento. El refrigerante tiene un sobrecalentamiento de  ( a la entrada del compresor, y un subenfriamiento de  ( a la salida del condensador. etermine a el calor &ue se &uita del espacio enfriado, y el suministro de trabajo, en /@/g, y el ()* del ciclo. etermine b los mismos par$metros si el ciclo operase en el ciclo ideal de ref rigeración por compresión de vapor, entre las mismas temperaturas de evaporación y con densación. 9as propiedades del