ing mecanico

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA
ENERGÍA

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE
INGENIERIA MECANICA
CATEDRATICO: Dr. José H. Tezén C.
SECCION ENERGÍA

TERMODINAMICA II

DEFINICIONES FUNDAMENTALES


Refrigeración:
• Es la Producción y
mantenimiento, en un espacio
determinado, de una
temperatura inferior a la del
ambiente
• Todo sistema de refrigeración
está basado en el ciclo invertidode Carnot, llamado también
ciclo frigorífico
• Siendo el ciclo invertido de
Carnot un ciclo básico o ideal u
óptimo, el COP correspondiente
a tal ciclo suele utilizarse como
base de comparación de las
valores de COP obtenidos con
otros ciclos.

CONCEPTOS BASICOS:


REFRIGERANTE
• Viene a ser la sustancia de trabajo o portador de energía
utilizado en los sistemas de refrigeración;se caracteriza por
presentar temperaturas de ebullición muy bajas. Ejemplo: El
amoniaco hierve a -33.3ºC, el R12 hierve a -29.7ºC.



CARGA DE REFRIGERACION
• Es la cantidad de calor absorbido por el refrigerante del cuerpo,
sustancia o ámbito que se quiere refrigerar. Se expresa en
TONELADAS DE REFRIGERACION.



EFECTO REFRIGERANTE UTIL
• Es el efecto de refrigeración ocalefacción, expresado en
unidades de calor.

CONCEPTOS BASICOS:


TONELADA DE REFRIGERACION
•

•
•



Es una unidad de medida de tipo tradicional y corresponde al “Efecto
Refrigerante Util” que puede producir una tonelada americana (Tonelada
corto) de hielo mientras se funde en un período de 24 horas.
1 Tonelada Americana = 2000Lbm = 907.19 Kg
Entalpía de Fusión del hielo = 144 BTU/LbmPor lo tanto:
Una Tonelada de refrigeración es :
•
•

1BTU=1,055056 KJ
1 Ton=3.5168 3.52Kw (S.I.)

SISTEMA DE REFRIGERACION


Todo sistema de
refrigeración está basado
en el ciclo invertido de
Carnot, llamado también
ciclo frigorífico, la
representación de este
ciclo se muestra en el
esquema de bloques y
diagramas T – S que a
continuación se muestra.

T
3

TA =
ToqS


2

q
N

T
B

4


qS

1

S1=S2 S
S3=S4
Fig. 7.2 Ciclo de Carnot Invertido en
el diagrama T-s

ANALISIS ENERGETICO
CPPR 

Q entrante
Wn

.....................()

QB  TS S4,1 ; S4,1  S1  S4  S1  S2
Qent 

Qsal  QA  TAS2,3 ; S2,3  S2  S3  S4  S3

WN  QN  QA  QB

Reemplazando en ()

TS S1  S4 
COPR 
TA S1  S4   TS S1 S4 

TB
COPR 
TA  TB

METODOS DE REFRIGERACION







En la práctica, existe varios procedimientos o métodos de refrigeración,
encontrándose en la mayoría de éstos que la sustancia de trabajo interactúa
entre dos niveles de presión uno de alta y otro de baja presión.
Estos métodos utilizados para producir refrigeración son;
– . Por compresión de vapor
– . Por absorción– . Por compresión de gas
– . Refrigeración al vacío
– . Refrigeración termoeléctrica
– . Criogenia:
- Método de Linde
- Método de Claude
- Desmagnetización adiabática de una
sal paramagnética

De estos métodos, el más utilizado, en la práctica, es por compresión de
vapor y cuyo ciclo está basado en el ciclo Rankine inverso

REFRIGERACION POR
COMPRESION DE VAPOR


 qA

CICLOI DEAL
• Es el ciclo de Clausius
- Rankine invertido; por
lo tanto este ciclo está
formado
por
2
procesos isobásicos y
2
procesos
isoentrópicos.
Como
se muestran en el
esquema adjunto con
sus
respectivos
diagramas: T- s y h - s

( 3)
(2)

Compres
or

We

Wc
Expansor
(1)
(4)

Evaporad
or

 qB
p
T
S=
C

PA
3

We

qA


2
Wc

V=
C

2

S

4PB p

qN

1

e

1

4

h h

Efecto de Ref
S3 =

3

P

S1 =

S

h

h

4

1

2

3

h

PROCESOS DEL CICLO
(1-2):Comprensión adiabática reversible (isoentrópico) en el compresor
hasta una presión pa cuya temperatura de saturación correspondiente
tiene el valor de la temperatura del depósito térmico estable
(sumidero), que para el caso es el medio...