Refrigeración De Sistemas

SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN

Acosta Bryan, Gutiérrez María José, Soto Diosángeles, Zurita Andrea

Práctica de Laboratorio II de Fenómenos de Transporte

Dirigida por:
Juan Carlos González
Laboratorio “A” - Sección Fenómenos de Transporte
Laboratorio “A” - Sección Fenómenos de Transporte

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

La termodinámica estudia los diferentes estados de equilibrio térmico ymecánico de un sistema pero no el proceso mediante el cual se llego a este, permitiendo representar así una gran cantidad de procesos continuos y cíclicos a través de sencillos diagramas en los que se grafican dos propiedades.
Los diagramas generalmente se diseñan para en sistemas ideales, es decir, aquellos en los que se asume que los equipos adiabáticos están perfectamente asilados y que lastuberías no generan perdidas. Estas condiciones están alejadas de la realidad por lo que es necesario aplicar un estudio físico al sistema a fin de construir el diagrama del proceso real.
Particularmente en este caso se estudiarán las diferencia entre un ciclo de refrigeración real y uno ideal, este ciclo representa a un conjunto de procesos que combinados de forma cíclica permiten extraercalor de un recinto para liberarlo al ambiente. Este ciclo es aplicado fundamentalmente en equipos como aires acondicionados y refrigeradores.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Desde una perspectiva ingenieril le refrigeración cosiste en un conjunto de técnicas que permiten enfriar una sustancia y mantenerla fría durante el tiempo que haga falta.
Los campos en los que se aplica la refrigeración sondiversos, tanto a nivel industrial como domestico: refrigeración industrial: almacenamiento de gases, separación de gases, en plantas químicas y petroquímicas, neveras, congeladores, aires acondicionados, entre otros.
Al extraer calor de una fuente e introducirlo a otra se requiere que este sumidero se encuentre a una temperatura menor a la de la fuente para que el procesos se de espontáneamente.Sin embargo, generalmente este sumidero es el ambiente y se encuentra a una temperatura mayor por lo que es necesario realizar cierto trabajo.
Entonces, para extraer calor de un medio a baja temperatura y liberarlo a otra que se encuentra a mayor temperatura se deben ejecutar los siguientes procesos:

1. Una compresión isentrópica: desde un estado gaseoso a baja temperatura y presión pasa aotro donde estos valores han aumentado.
2. Un enfriamiento isobárico: el refrigerante cede al a los alrededores el calor que contiene saliendo como liquido saturado.
3. Una estrangulación isentálpica: se reduce la presión del refrigerante que pasa a estado de mezcla liquido vapor listo para entrar al condensador.
4. Un calentamiento isobárico. El refrigerante absorbe el calor del mediorefrigerado para pasar a vapor saturado y comenzar de nuevo el ciclo.

En conjunto estos cuatro estados de equilibrio se puedes representar en los siguientes diagramas.

Figura 1. Diagrama Ts del ciclo de refrigeración.

Figura 2. Diagrama P h del ciclo de refrigeración.

Estos son los ciclos que operan bajo condiciones ideales, entiéndase: que el compresor es adiabático, que no haypérdidas por fricción en la tubería y que los equipos de transferencia de calor no generan trabajo.
En realidad estas condiciones nunca se dan en un sistema real. Las tuberías generan caídas de presiones debido a las rugosidades en sus paredes y el aislamiento perfecto es casi imposible de lograr. Teniendo en cuenta estas irreversibilidades el ciclo real representado en un diagrama termodinámicotiene la siguiente forma.

Figura 3. Diagrama T s para un ciclo de refrigeración real.

Entre los diagramas 1 y 3 existen diferencias notables, a saber:

1. Las líneas que representan la transferencia de calor a presión constante no son rectas, esto se debe a las pérdidas de calor en el sistema
2. La línea que representa la compresión isentrópica puede sufrir dos modificaciones...