Ciclo de Refrigeracion Lab. Termo

 

LABORATORIO DE TERMODINÂMICA

CICLO DE REFRIGERACIÔN

CICLO DE REFRIGERACION 1. OBJETIVO.          

Comprender y analizar el ciclo de refrigeración. Identificar los componentes y la función de cada equipo en un ciclo de refrigeración Medir experimentalmente presión y temperatura a la entrada y salida de cada equipo. Calcular el calor del condensador, la fase a la entrada y salida de cada equipo y COP utilizando tablas. Representar el ciclo en un diagrama T vs S. el valor de las propiedades

2. DE DESC SCRI RIPS PSIO ION N DEL E EQU QUIP IPO. O. 2.1 quem quemaa general de la práct práctica. ica.

COMPRESOR.- El compresor hermético permite obtener una baja presión en el evaporador, para que el refrigerante ebulla a una menor temperatura, tomando el calor necesario del agua, reduciendo su temperatura. En el evaporador se forma vapor a baja presión, el cual es conducido al compresor donde incrementara su presión. Una vez aumentada su presión, es conducida al condensador.

CONDENSADOR.- El condensador es, al igual que el evaporador, un recipiente vidrio cilíndrico vertical, ajustado a ambos extremos por medio de unas bridas de acero inoxidable con una junta de vitón, que garantiza la correcta estanqueidad del conjunto. En el condensador, el vapor a alta presión procedente del compresor se condensa, transfiriendo el calor liberado por el cambio de estado al agua de refrigeración, que circulas por las espiras.

Ing. Petróleo y gas natural

 

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EVAPORADOR.- El evaporador es un cilindro vertical de vidrio cerrado por ambos extremos por medio de unas bridas de acero inoxidable con una junta de vitón, que garantizan la correcta estanqueidad del conjunto.

2.2. ESPECIFICACIONES. Compresor.- compresor hermético de ½ CV Condensador.- cilindro de vidrio vertical y transparente a través del que se puede ver el serpentín por dentro del cuan circula el agua de refrigeración. El cilindro está asentado sobre unas bridas especiales que reducen la formación de tensiones y los hace estanco, por medio de juntas especiales de vitón.

Evaporador. De construcción similar al condensador, descrito anteriormente, y con un serpentín de cobre tratado superficialmente superficialment e para promover la ebullición nucleada.

Válvula de expansión.- es de tipo flotador y va montada sobre el condensador. 2.3.

DIMENSIONES Y PESO. - Peso neto aproximado: 65 Kg - Dimensiones del equipo: 700 x 700 x 720 mm - Volumen de embarque aproximado: 1.63 m3 3. FU FUND NDAM AMEN ENTO TO TE TEOR ORIC ICO O.

Un refrigerador se define como una maquina cuya principal función es la de extraer calor de una región te temperatura. Como la energía no puede ser destruida, el calor extraído de una región a baja temperatura, más otras energías que se le asume, debe ser disipado al medio ambiente. Si la temperatura a la cual el calor es disipado es lo suficientemente alta para ser útil, por ejemplo para el calentamiento de espacios, el ciclo se denomina ciclo de bomba de calor. El principio de Clausius de la segunda ley de la termodinámica dice que es imposible la transferencia de calor desde un espacio frio a uno caliente sin que intervenga agentes externos. Por consiguiente, tiene que haber una gradiente de energía para que la maquina pueda funcionar. Es decir no se puede construir una maquina térmica que transfiera todo el calor de un foco frio a otro caliente sin que existan perdidas. Siempre tiene que haber una compensación en forma de calor que se pierda al medio. Estos agentes externo pueden ser en forma de trabajo o de transferencia de calor a elevad atempreratura. Los refrigeradores y las bombas de calor más comunes utilizan la entrada de trabajo como agente externo y operan en el ciclo de compresión de vapor.

Ing. Petróleo y gas natural

 

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4. MA MATE TERI RIAL ALES ES Y E EQU QUIP IPOS OS..

 

Manómetro Densímetro Pirómetro Medidor de temperatura digital

   

Thermoworks Ciclo de Refrigeración (edibon)

     

5. PR PROC OCED EDIM IMIE IENT NTO O - Ar Arma marr el eq equi uipo po de re refr frig iger erac ació ión n - Enc Encien ienda da la unidad unidad si sigui guiend endo o las ins instru trucci ccione oness indi indicad cadas as en el aparat aparato o - Ase Asegúr gúrese ese qu quee no ha hayy air airee en el ssist istema ema y deje deje q que ue la unid unidad ad fu funci ncione one durante 15 min, aproximadamente, para alcanzar unas condiciones uniformes de funcionamiento. - Permi Permita ta q que ue llaa unidad unidad se es estabi tabilice lice dura durante nte unos minu minutos, tos, graba grabando ndo los resultados obtenidos. - An Anot otee llos os re resu sult ltad ados os en una una ttab abla la - Med Medir ir tem temper peratu atura ra y pre presió sión n cic ciclo lo un int interv ervalo alo de 60 S 6. RE REGI GIST STRO RO DE DA DATO TOS. S. 7. Co Con n Te Temb mb=9 =91° 1°C C

Ps=Patm=73.022 Kpa=0.73022bar 

Ta(°C)

P2 (bar)

P1 (bar)

T5 (ºC)

T8(ºC)

22,01 6

1.9182

0.6462

43.747

13.411

T1(°C)

T2(°C)

T3(°C)

T4(°C)

8. CALCULOS: Considerando un ciclo ideal. Balance de energía:

Balance de entropía:

  Sistema compresor:

   

P 1

T 5  5  Compresor 

Con P1 leer Ts=22.5ªC, Ḫ1=355,5632 KJ/Kg, S1=1.5275KJ/Kg-K Con T5 leer Ḫ2=372.680 KJ/Kg

Ing. Petróleo y gas natural

 

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ṁe (l/min)

ṁc (l/min)

 

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CICLO DE REFRIGERACIÔN o

 Q ṁ1 ṣ1− ṁ 2 ṣ 2+ + s o gen =0 Tsup

ṁ Ḫ 1 – ṁ Ḫ 2 − ẇ  comp   =0   ṁ1= ṁ2=ṁ  

 ṣ 1= ṣ2

ẇ comp= ṁ( Ḫ 1 − Ḫ 2)  ẉ comp=( Ḫ 1− Ḫ 2) 

ẉ comp=( 355.5632−372.680 ) =−17.1168 KJ / Kg  

Sistema evaporador:  

T8 

Evaporador  

P1

Balance de energía. o

ṁ1 Ḫ 1−ṁ2 Ḫ 2 + Q evap =0   ṁ1= ṁ2=ṁ  

Qoevap

o

Q evap =ṁ ( Ḫ 2− Ḫ 1 )  o

Q evpa = Ḫ 2− Ḫ 1 

Sistema condensador: T3

Qocond condensador

T4

o

ṁ3 Ḫ 3− ṁ4 Ḫ 4 + Q cond =0  ṁ3= ṁ4 =ṁ  o

Q cond = ṁ ( Ḫ 3− Ḫ 4 )  o

Q cond = Ḫ 4− Ḫ 3 

Tabla N° 1 N°

P (KPa)

T (°C)

1 2 3 4

110,42 1125,33 1125,33 110,42

-19,3 58,0372 14,4 -24,39

H (KJ/Kg) 387,417 437,284 262,266 262,266

S (KJ/kg*k) 1,76078 1,76078 1,20875 1,25685

Punto 4: Con Co n P4= 110,42 y calidad → S 4=1,25685 KJ/kg*k

Ing. Petróleo y gas natural

 

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Ts=T4=-24,3924 °C

Tabla N° 2   Con P1=110,42Kpa P2=1125,33Kpa

DETERMINACION DE LA FASE Leer Si Ts = -24,39 °C T1>Ts Ts = 43,78 °C TsT3 Hf