TP Carga T Rmica MOYA MAXIMILIANO

Facultad de Ciencias Exactas Ingeniería y Agrimensura
Universidad Nacional de Rosario
Ingeniería Mecánica



MÁQUINAS TÉRMICAS II




TRABAJO PRÁCTICO:

Cálculo de Carga Térmica.
Ciclo saturado simple.










PROFESORES:
Ing. CARRANZA
Ing. BRESSAN

ALUMNO:

MOYA MAXIMILIANO
M-5501/8


Año 2014
DESARROLLO:

1)Calcular la carga térmica de la siguiente cámara de frutas:
a. Medidas: 20x15x4 metros.
b. Paredes de ladrillos comunes, revoque en ambas caras de 12 mm de espesor en c/u y capa aislante de poliuretano expandido de 50mm. de espesor.
c. Ingreso diario de 250 cajones de peras a 32 ºC. Cada cajón pesa 15 kilos, de los cuales 0,75 Kg. es el embalaje de madera (Ce= 300 cal/Kg ºC).
d. Iluminación del localcompuesta por 8 lámparas de 100 w cada una. QIlumunacion=3,42 BTU/W.hs (cada lámpara).
e. Capacidad de almacenamiento: 3500 cajones.
f. Local con dos puertas: una de ingreso y otra de egreso y dos aberturas por donde pasan las cintas transportadoras.
g. Temperatura de almacenamiento: 12ºC.
h. Los mandos de las 3 cintas transportadoras están dentro del local y tienen una potencia de 3 hp c/u.
i. Eldepósito está cubierto por un techo parabólico superior, por lo que no es afectado por la acción directa del sol.
j. Viento promedio de la zona: 12 Km/h.
k. Dos operarios trabajan permanentemente en la cámara.
l. Temperatura promedio del suelo: 17ºC.
m. Considerar el techo con características similares las paredes.
n. Considerar el piso de concreto con 10 cm de espesor.

2) Graficar el ciclosaturado simple, teniendo en cuenta la temperatura de trabajo del condensador en 50ºC, y del evaporador en 8ºC. Considerar dos refrigerantes: el R404 y el R134a.

3) Realizar una comparación de los dos refrigerantes, evaluando el COP, caudal volumétrico del compresor, potencia del compresor, efecto refrigerante, calor cedido por el condensador.

4) Conclusiones.



CÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA:

I) Cargatérmica por paredes y techo:
Q1= U. S. ∆T
1/U= (1/c1) + (1/c2) +…. + (1/cn) = (x1/k1) + (x2/k2) +….+ (xn/kn)
(1/cn) = (xn/kn)

C: conductancia térmica [BTU/pie2.h.ºF]
K: conductividad térmica [BTU.in/pie2.h.ºF]

De la tabla 10-4:
K revoque = K ladrillo = 5 BTU.in/pie2.h.ºF
K poliuretano exp. = 0,17 BTU.in/pie2.h.ºF
C aire (12Km/hs) = 4 BTU/pie2.h.ºF
Caire (quieto) = 1,65 BTU/pie2.h.ºF

Corteesquemático de la pared:



1/U= (¼) + (1/1,65) + (6”/5)+ 2 x (0,5”/5) + (2”/0,17) = 14,02 [pie2.h.ºF/BTU]
U= 0,0713 [BTU/pie2.h.ºF]
S= 2 x (20m x 4m) + 2 x (15m x 4m) + 20m x 15m = 580m2 = 6243,1 pie2

Q1= U. S. ∆T
Q1 = 0,0713 [BTU/pie2.h.ºF]x 6243,1 pie2 x (89,6- 53,6) ºF
Q1 =16024,8 [BTU/hs] = 4038 [Kcal/hs]


2) Carga térmica por el piso
Q2 = U. S. ∆t
El piso es de concreto y de 4” de espesor.
Dela tabla 10-4:
K concreto = 5 BTU.in/pie2.h.ºF
Caire (quieto) = 1,65 BTU/pie2.h.ºF

1/U = (4”/5) + (1/1.65)= 1,4 [pie2.h.ºF/BTU]
U = 0,711 [BTU/pie2.h.ºF]
S = 20m x15m = 300m2 = 3229,17 pie2

Q2 = U. S. ∆t
Q2 = 0,711 [BTU/pie2.h.ºF] x 3229,17 pie2. (62,6-53,6) ºF
Q2 = 20663 [BTU/hs]


3) Carga térmica por el producto-(sin embalaje de madera)
Q3 = (m. Ce. ∆t)/ fe
De la tabla 10-9:
Ce = 0,91[BTU/lb. ºF] (Calor especifico)
fe = 0,80 (Factor de rapidez)
Tiempo = 24 hs
m = 250 cajas x (15 - 0,75)Kg = 3562,5 Kg = 7853,9 lb.
∆t = (89,6- 53,6) ºF

Q3 = (m. Ce. ∆t)/ (fe x 24 hs)
Q3 = (6172,88 lb x 0,91 [BTU/lb. ºF] x (89,6- 53,6) ºF) / (24hs x 0,8)
Q3 = 13400,8 [BTU/hs]


4) Carga térmica por el embalaje
Q4= (m. Ce. ∆t)/ fe
Ce= 300 [Cal/Kg. ºC] = 0.3 [BTU/lb. ºF] (Calor especifico de la madera).Fe = 0,80 factor de rapidez (Uso el mismo de las frutas)
m= 250 x 0,75Kg= 187,5 Kg= 412,5 lb.
∆t= (89,6- 53,6) ºF=36ºF

Q4= (m. Ce. ∆t)/ fe
Q4= (412,5 lb. 0,3 [BTU/lb. ºF]. (89,6- 53,6) ºF) / (24h. 0,8)
Q4= 232,03 [BTU/hs]

5) Carga térmica por cambios de aire (infiltración)
Q5 = V x factor 8A x factor 7A
V = 20m x 15m x 4m = 1200m3 = 42372 pie3

De la tabla 10-7A:
Factor 7A: 1,93 [BTU/ pie3]...