Diagrama de Mollier

 

Diagrama de Mollier El diagrama de Mollier es la tabla en la cual pueden representarse en un punto las condiciones del refrigerante en cualquier estado termodinámico y en cualquier parte del ciclo. A veces esta tabla t abla se menciona como «tabla P-h» o «tabla presión-entalpía». presión-entalpía ».

Cómo leer el diagrama de mollier

 

Líneas de Presión constante y Líneas de Entalpía Las líneas horizontales son las líneas de presión constante, y las líneas verticales son las líneas de «entalpía» constante, o sea la cantidad de calor presente en un kilo de refrigerante. Observe que las presiones son presiones absolutas y que la escala es logarítmica.

Entalpía Aunque la entalpía a veces se define como el «calor total», se define más correcta y específicamente como la suma de toda la energía suministrada por una masa de materia dada en cualquier condición termodinámica. La fórmula para el cálculo de la entalpía se indica a continuación.

 

  h = u + p v/ j  

 Donde:

 H: entalpía (kcal/kg)

U: energía interna (kcal//kg)

 P: presión absoluta (kgf/cm2 )

V: volumen específico (m3 /kg)

 J: energía mecánica equivalente.

Línea de líquido saturado y línea de vapor saturado Tal como lo muestra la figura siguiente el diagrama se divide en tres partes principales separadas por la línea de líquido l íquido saturado y la línea de vapor saturado. La parte a la izquierda de la línea de líquido saturado se llama «zona subenfriada». En cualquier punto de la zona subenfriada, el refrigerante se encuentra en estado líquido y su temperatura es inferior a la temperatura de saturación correspondiente a su presión. La parte a la derecha de la línea de vapor saturado se llama «zona recalentada». En esta  parte, el refrigerante está en forma de vapor recalentado. La parte central de la tabla, entre las líneas de líquido lí quido saturado y de vapor saturado, se llama «zona de cambio de fase», que representa el cambio de fase fas e del refrigerante entre los l os estados líquido y de vapor. En cualquier punto entre las dos líneas, el refrigerante r efrigerante tiene la forma de una mezcla de líquido y vapor. Tal como se ve en la figura anterior anter ior el punto de unión entre la línea de líquido saturado y la línea de vapor saturado se llama «punto crítico». La temperatura y la presión en este  punto se denominan respectivamente «temperatura critica» y «presión «presión crítica».

 

Temperatura atura Crítica Temper La temperatura crítica de un gas es la temperatura más elevada el evada a la cual dicho gas puede condensarse por aplicación de presión. La temperatura crítica difiere según los tipos de gases.

Líneas de Vapor Seco Constante El cambio de fase de líquido a vapor se produce progresivamente de la izquierda a la derecha mientras que el cambio de fase de vapor a líquido ocurre de derecha a izquierda. La mezcla de líquido y vapor cerca de la línea l ínea de líquido saturado es casi puro líquido. Al contrario, la mezcla de líquido y vapor cerca de la línea de vapor saturado es casi cas i  puro vapor. Las líneas de «vapor seco» que se extienden desde el punto crítico crític o hasta el fondo a través de laysección central deindican la tablaely porcentaje en forma aproximadamente paralela de líquido vapor saturados, de vapor en la mezcla cona las líneas incrementos del 10%. Por ejemplo, en cualquier punto de la línea de vapor seco más cercana c ercana a la línea de líquido saturado, el vapor seco de la mezcla de líquido y vapor (X) es de 0.1, lo que significa que el 10% (por peso) de la mezcla es vapor, y el 90% es líquido.

 

 

Líneas de Temperatura Constante Las líneas de temperatura constante permiten la lectura de la temperatura del refrigerante. Las líneas de temperatura constante en la zona subenfriada son generalmente verticales en la tabla y paralelas a las líneas de entalpía constante. En la sección central, dado que el refrigerante cambia de estado a una temperatura y presión constantes, las líneas de temperatura constante vuelven a cambiar de dirección, y caen  bruscamente hacia el fondo de la tabla en la zona de vapor recalentado.

 

Líneas de Volumen Específico Constante La lectura de las líneas de volumen específico constante proporciona el «volumen específico» del refrigerante. Las líneas curvas pero casi horizontales que cruzan la zona de vapor recalentado son las líneas de volumen específico especí fico constante. El volumen específico de una materia es el volumen ocupado por una masa de un 3

kilogramo de dicha materia, y se expresa en metros metro s cúbicos por kilogramo (m  fkg)

Líneas de Entropía Constante La lectura de las líneas de entropía constante proporciona la entropía del refrigerante. Las líneas curvas que atraviesan en diagonal la zona de vapor recalentado son las líneas de entropía constante. La entropía de una masa dada de materia en cualquier condición específica en una expresión del total da calor transferido a la materia por grado de temperatura absoluta  para llevar dicha materia a esta condición a partir de una condición inicial considerada como el cero de entropía. Se pueden encontrar el punto de la tabla Mollier que q ue representa la condición del refrigerante en cualquier estado termodinámico particular parti cular si se conocen dos propiedades del refrigerante en este estado. Una vez localizado el punto de estado en la tabla, la tabla  permite determinar directamente todas las propiedades del refrigerante correspondientes a este estado.

 

Ciclo de refrigeración en el diagrama de mollier El ciclo de refrigeración  El  refrigeración  por por compresión de vapor simple se compone compone de cuatro  procesos principales: evaporación, compresión, condensación y expansión. expansión. La figura siguiente indica el ciclo de refrigeración que puede representarse en el diagrama de Mollier, tal como se muestra a continuación.

Cómo representar el ciclo de refrigeración en el diagrama mollier

 

Evaporación Cuando el refrigerante se evapora a una presión constante consta nte inferior, pasa horizontalmente de A a B. Esta línea indica la evaporación del refrigerante, que pasa de líquido a vapor en el evaporador. La distancia entre B y C representa el proceso de absorción absorci ón de este vapor en una condición de recalentamiento, mientras pasa por el final f inal del evaporador y la línea de aspiración. (Para simplificar el problema, se ignora la caída de presión entre los puntos B y C) En el punto C el vapor se desplaza hacia la l a aspiración del compresor y se comprime. Cuando se comprime hacia D, su presión aumenta rápidamente y unas cuantas küocalorías de calor se añaden al vapor mientras mientr as se comprime de C a D. El vapor que sale del compresor está recalentado considerablemente; D representa la condición del vapor que sale de la válvula de escape del compresor.

Condensación La distancia entre D y E representa el proceso de enfriamiento de este vapor recalentado rec alentado hasta el punto en que comienza a condensarse. En E el vapor no está recalentado y es 100% vapor saturado. La línea de E a F representa el proceso de condensación del refrigerante, que pasa de vapor a líquido en el condensador. El punto F representa la la cantidad de calor en el líquido y la presión ejercida ejer cida sobre el líquido mientras se forma en el condensador. De F G, el calor del líquido se deduce, (se subenfría) mientras pasa a lo largo l argo de la línea hacia el control de refrigerante.

Expansión La línea de G a A representa represe nta la reducción de presión del líquido mientras pasa a través del orificio de control de la válvula. El ciclo está listo para repartirse.