Bachiller

SISTEMAS ABIERTOS
Procesos en estado estable
En un sistema de refrigeración donde el refrigerante es R-134a entra al
compresor a 200 kPa y -10ºC y sale a 1 Mpa y 70ºC entra a un flujo
másico de0,015 kg/s y la entrada de potencia al compresor es de 1 kW.
Al salir del compresor el refrigerante entra en un condensador enfriado
por agua a 1 MPa y 60ºC y sale como líquido a 0,95 Mpa y 35ºC.Entra
agua al condensador como refrigerante a 10ºC y sale a 20ºC.
Determine:
a) La transferencia de calor del compresor
b) Flujo de agua de enfriamiento en el condensador

SISTEMAS ABIERTOSProcesos en estado estable
Datos:
1. -10°C 0,2 MPa
2. 70°C 1 MPa
3. 60°C 1 MPa
4. 35°C 0,95 Mpa
5. 10°C
6. 20°C
�� = 0,015 ����/��
̇
Qcomp=?
Qcond=?
̇
���������� =?
Vc1= Compresor
Vc2=Condensador

5

Agua

3

4
Vc2

2

Qcond=?
Vc1

W=1kW
Qcomp=?

1

6

SISTEMAS ABIERTOS
Volumen de Control 1. Compresor

Balance de Materia en el compresor
∆������ 0
̇
����������������� − � �������������� =
̇
̇
∆��
����
���������������� = �������������� = �� = 0,015
̇
̇
̇
��

2
Vc1
W=1kW
Qcomp=?

Estado Estacionario
T1=-10ºC
P1=0,2 MPa

T2=70ºC
P2=1 MPa
1
V2
����V2
����
∆������
ℎ+
+
− � ���� ℎ +
̇
+
=
2���� ���� ��
2���� ���� ��
∆��
∆������
= 0 Estado Estacionario
∆��

Balance de Energía en el Compresor
̇
��̇ − �� + � ����
̇

SISTEMASABIERTOS
Volumen de Control 1. Compresor
Estado 1
Buscamos la temperatura de saturación a 0,2 MPa
Tsat@0,2MPa=10,09ºC Vapor Saturado

2
Vc1

W=1kW

Por lo tanto T1≈Tsat=-10ºCh1=hg@-10ºC=204,46 kJ/kg

Qcomp=?

Estado 2
Buscamos la Presión de Saturación a 70ºC
1

Psat@70ºC=2,1162 MPa
Por lo tanto PPsat Liquido Comprimido donde h4≈hf@35ªC

SISTEMAS ABIERTOS
Volumen de Control2. Condensador
hf@34ªC=97,31 kJ/kg
hf@36ªC=100,25 kJ/kg
Interpolando
h4@35ºC=98,78 kJ/kg
Para el Agua de enfriamiento se asume que el agua se mantiene como
liquido comprimido...