Ciclo de refrigeracion

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO PESADO FISICOQUÍMICA II “CICLO DE REFRIGERACIÓN”

Profesores: Ing. César Luna Ortega, M.C. Reyes Carlos Macedo y Ramírez. Cubículo: 1er. Piso del Laboratorio Pesado Teléfono: en proceso de instalación celunor@go.com www.buap.fiq/laboratoriopesado.htm _________________________________________________________________________________________ OBJETIVO: Mediante la experimentación con un ciclo de refrigeración construir en un diagrama Entalpía vs. Presión el gráfico representativo de dicho ciclo y aplicar los principios de balance de energía para determinar el efecto de la temperatura de condensación en la tasa de refrigeración y en la transferencia de calor al medio circundante y para evaluar laeficiencia real del ciclo. ____________________________________________________________

_____________________________ MARCO TEÓRICO: Un refrigerador se define como una máquina cuya función principal es la de atrapar calor de una zona de baja temperatura para transferirlo posteriormente al medio circundante. Si la temperatura a la cual se disipa el calor es lo suficientemente alta como para que seaútil como en un sistema de calefacción, la máquina se denomina bomba de calor. La sustancia de trabajo que funciona en un refrigerador común recibe el nombre de refrigerante. En la Figura 1 se muestra el esquema de un ciclo de refrigeración simple por compresión de vapor. El refrigerante entra al compresor como vapor ligeramente sobrecalentado a baja presión. En seguida sale del compresor y entra alcondensador como vapor a alta presión, donde el refrigerante se condensa a medida que se transfiere calor al agua de enfriamiento o al entorno. Después, el refrigerante sale del condensador como un líquido a presión alta. La presión del líquido disminuye a medida que pasa por la válvula de expansión y como resultado de ello, algo del líquido se evapora instantáneamente formando vapor frío. Ellíquido restante, que ahora está a presión y temperatura bajas, se evapora en el evaporador a medida que se transfiere calor del espacio refrigerado. Este 1 vapor entra nuevamente al compresor .

Figura 1

En un refrigerador doméstico común, el compresor y el condensador están localizados en la parte posterior. En esta práctica se utilizará el Ciclo de Refrigeración R633 P.A. HILTON LTD, queutiliza el refrigerante R-141b (1,1-Dicloro, 1-Fluor, Etano) y cuyo funcionamiento se ajusta adecuadamente a la descripción anterior. El diagrama de esta unidad se muestra en la Figura 3. En vista de que cada equipo que forma parte de un ciclo de refrigeración funciona como un volumen de control que opera en régimen permanente con flujo estable, la cantidad de calor o trabajo transferidos según sea el1,2 caso, puede determinarse a partir de la ecuación general de balance de energía para el estado estacionario .

∆H + ∆E c + ∆E p = Q − Wa
Por otro lado, la eficiencia de un ciclo de refrigeración real se evalúa con respecto al rendimiento de un ciclo de refrigeración que opera de manera ideal (Ciclo de Carnot).

η ref =
donde:

β real β ideal

ηref = Eficiencia del ciclo derefrigeración. βreal = Coeficiente de rendimiento del ciclo de refrigeración real. βideal = Coeficiente de rendimiento del ciclo de refrigeración ideal.
En términos generales:

β=
Siendo:

Energía recuperada en el espacio refrigerado Energía neta requerida para conseguir la refrigeración

β ideal =

TL TH − TL

y

β real =

QEvap Wneto

El diseño de un equipo de refrigeración3 depende en granmedida de las propiedades del refrigerante y en consecuencia debe satisfacer muchos requisitos, algunos de de los cuales no se relacionan directamente con su habilidad para transferir calor. Un calor latente de vaporización alto es deseable así como también una baja capacidad calorífica en la fase vapor. Propiedades de transporte como una alta conductividad térmica y baja viscosidad también...