ciencia

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
COMPLEJO DOCENTE “EL SABINO”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
UNIDAD CURRICULAR: TERMODINÁMICA APLICADA
PROFESOR: ING. CARLOS RAMÍREZ





PUNTO FIJO, Marzo 2009
Introducción
El ciclo de refrigeración por compresión de vapor no es más que un ciclo utilizado para transferir calor de un sitio enfriado a baja temperatura, hacia un mediocalentado a alta temperatura, para lo cual es necesario suministrar algún tipo de trabajo. El fluido de trabajo a usar en este ciclo es el refrigerante R-12, por sus propiedades ya que su cambio de fase ocurre rápido.
En el uso casero es de suma importancia refrigerar espacios para una mejor calidad de vida, como en habitaciones y/o refrigerar espacios de interés; para conversar alimentos. También esmuy importante en la industria y en la ingeniera, como en el empleo de combustibles líquidos para la propulsión de cohetes, el oxígeno líquido para la fabricación del acero y el gas natural licuado para transporte intercontinental. Esto da una idea del grandísimo interés universal que reviste el frigorífico industrial desde el punto de vista económico, humano y social
Conocer detalladamente elciclo de refrigeración por compresión de vapor es de importancia en el campo de la ingeniería para su continuo mejoramiento y análisis para el estudio de estudiantes de ingeniería











Datos experimentales
En la visualización del proceso de refrigeración por compresión de vapor del refrigerante R-12 ubicado en el laboratorio de energética, se observaron ciertos valores de presióny temperatura en puntos específicos del ciclo (entrada y salida de los equipos). El valor de presión de obtuvo con la lectura de manómetros y el valor de temperatura con un equipo llamado termocupla.


Refrigerante:
R-12

Variable experimental
Unidades
Valor
Presión baja
PSI
29.5
Presión alta
PSI
185
Temperatura de succión del compresor, T1
°C
8
Temperatura de descarga delcompresor, T2
°C
74
Temperatura de salida del condensador, T4
°C
39
Temperatura de entrada al evaporador T6
°C
1








Cálculos
Ciclo Ideal
Ciclo de refrigeración por compresión de vapor








En el ciclo ideal se considera lo siguiente:
En el punto 1, salida del evaporador, se considera vapor saturado
El compresor es adiabático eso implica que es isentropico s1=s2
Enel punto 3, salida del condensador, se considera liquido saturado
La válvula de expansión es isoentálpica, h3=h4
No existen perdidas de presión ni de calor en todas las tuberías
En el evaporador ocurre absorción de calor a presión constante por lo tanto P4=P1
En el condensador ocurre rechazo de calor a presión constate lo que implica que P2=P3
Calculo de propiedades:
Estado 1:
P1: 29.5 PSI(Valor manométrico)
29.5 PSI + 14.7 PSI: 44.2 PSIa (Absoluto) = 304748.3 Pa
Sabiendo la presión absoluta y que idealmente en el punto 1 es vapor saturado, en tabla tenemos:
Interpolando para encontrar h1
Presión (PSIa)
Entalpia (BTU/Lbm)
Entropía (BTU/Lbm.R)
40
80.00
0.1668
44.2
80.525
0.1664
50
81.25
0.1660

h1: 80.525 BTU/Lbm
s1: 0.1664 BTU/Lbm.R

Estado 2
P2:185 PSI (manométrica)
185 PSI + 14.7 PSI: 199.7 PSIa = 1376883 Pa
Como el compresor es isentropico s2=s1= 0.1664 BTU/Lbm.R
Interpolando para hallar la entropía de saturación
Presión (PSIa)
Entropía (BTU/Lbm.R)
180
0.1623
199.7
0.1620045
200
0.1620

La entropía del sistema (0.1664 BTU/Lbm.R) es mayor a la entropía de saturación por lo tanto es vapor sobrecalentado.
En la tabla de vaporsobrecalentado en el refrigerante R-12 a la presión de 200 PSIa como valor aproximado e interpolando para hallar la entalpia tenemos:
Presión 200 PSIa
Entalpia (BTU/Lbm)
Entropía (BTU/Lbm.R)
91.137
0.1648
92.1125
0.1664
95.100
0.1713
h2: 92.1125 BTU/Lbm

Estado 3
P2=P3=199.7 PSIa ya que idealmente el condensador trabaja a presión constante
Idealmente en el punto 3 es líquido...