Refrigeracion

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

EL CICLO DE CARNOT INVERTIDO

EL CICLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR

LA BOMBA DE CALOR

SISTEMAS DE COMPRESIÓN DE VAPOR EN CASCADA Y EN ETAPAS MULTIPLES

CICLO EN CASCADA

COMPRESIÓN DE VAPOR EN ETAPAS MÚLTIPLES

CICLO DE REFRIGERACIÓN DE STIRLING

REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCION

Unsistema de refrigeración se emplea para mantener cierta región del espacio a una temperatura menor que la de su entorno. El fluido de trabajo puede permanecer en una sola fase( refrigeración por gas) o puede aparecer en dos fases( refrigeración por compresión de vapor). Es común asociar la refrigeración con la conservación de alimentos y acondicionamiento de aire en los edificios. No obstante, lastécnicas de refrigeración se necesitan en muchas otras situaciones. Como son el empleo de combustibles líquidos para la propulsión de cohetes, el oxígeno líquido para la fabricación del acero, el nitrógeno líquido para la investigación a temperaturas bajas( criogenia), y para técnicas quirúrgicas y el gas natural licuado para transporte intercontinental son solo algunos ejemplos de los muchos quela refrigeración es esencial.

OBJETIVOS

1. CICLO DE CARNOT INVERTIDO

En el estudio de dispositivos cíclicos que operan con el propósito de eliminar calor en forma continua de una fuente de temperatura baja, es útil recordar el ciclo de CARNOT invertido. Si observamos el diagrama de un motor de CARNOT invertido que opera como bomba de calor o refrigerador; la cantidad de calor QB setransfiere reversiblemente desde una fuente a temperatura baja TB, hacia el motor térmico invertido. Este último opera a través de un ciclo durante el cual se suministra el trabajo neto W al motor y la cantidad de calor QA se transfiere en forma reversible a un sumidero a temperatura alta TA. Aplicando la primera ley para un proceso cíclico cerrado, se tiene QB+W=QA. Según la segunda ley para unproceso totalmente reversible, TA/TB=QA/QB. El motor térmico de CARNOT invertido es útil como estándar de comparación ya que requiere del mínimo de trabaja para un efecto de refrigeración deseado entre dos cuerpos dados de temperatura fija.

En vez de la eficiencia térmica, que se toma como criterio en el análisis de las máquinas térmicas, el estándar para la eficiencia de la energía en los procesosde refrigeración es el coeficiente de operación. Un estándar de operación se define comúnmente como el cociente de lo que se desea entre lo que debemos dar. El objetivo de un refrigerador es el extraer el calor de una región que se halla a baja temperatura a fin de mantener esta en un valor deseado. Por tanto el coeficiente de operación (COP) de un refrigerador se define como:

COPRefrig.=QB/Win(ec 1.)

Las áreas bajo las líneas de TA y TB en el diagrama TS representan a QA y QB, respectivamente así para un refrigerador de CARNOT, COPrefrigeración CARNOT= TB/(TA-TB) (ec 2.)

Es de notar que el valor del COP puede ser mayor a uno, debe ser así en un aparato bien diseñado. Se observa también que la variable principal que controla el COP de un refrigerador de CARNOT es la diferencia detemperaturas TA-TB. En un motor térmico de CARNOT, el rendimiento se mejora aumentando TA y disminuyendo TB, lo inverso es cierto para el refrigerador de CARNOT, en el sentido que TA debe ser tan baja como sea posible y TB debe ser tan alta como se pueda. Sin embargo, TA no puede ser menor que la temperatura del ambiente a la cual se expulsa el calor, y TB no puede ser mayor que la temperatura dela región fría de la que se extrae calor. Ver figura 1.

Figura 1. Esquema de una máquina de CARNOT invertida y su diagrama Ts del ciclo.

2. CICLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR

Como el ciclo de CARNOT invertido es un estandar con el cual se pueden comparar todos los ciclos reales, pero no es un dispositivo practico para propósitos de refrigeración. Sin embargo, sería muy...