ESCUELA POLITCNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERA MECNICALABORATORIO DE TERMODINMICA

PRCTICA # 7CICLO DE REFRIGERACIN

DATOS GENERALESPerodo: 2015-AMateria: Termodinmica III GR 1Grupo de laboratorio: GR 5 Nombre: Nieto Crate Freddy MauricioFecha de realizacin: 14/07/2015

DATOS MEDIDOS1.- Presiones y temperaturas medidas en el equipo de refrigeracinDATOSA/CBANCO

P1 [psig]112.39111,73

P2 [psig]48.6545,73

P3 [psig]47.9145

P4 [psig]123.27120,73

Psucc [psig]5248

Pdesc [psig]125120

Pexp [psig]120115

T1 [C]30.331,42

T2 [C]17.5417,53

T3 [C]13.4512,87

T4 [C]31.2832,17

T5 [C]31.9732,54

INFORME

1. Definir en sus palabras:

a. CALOR LATENTE: Es la cantidad de energa que es absorbida o liberada para el cambio de fase de un elemento.[1]

b. CALOR SENSIBLE: Es la energa que un cuerpo puede absorber o liberar sin presentar algn cambio en su estructura molecular o sea un cambio de fase. [1]

c. SOBRECALENTAMIENTO O SUPERHEAT (en un aire acondicionado): Es el que asegura que el estado del refrigerante entre al condensador como vapor por el aumento del volumen especfico por lo que aumenta la entrada de potencia al compresor. [3]

d. SUBENFRIAMIENTO O SUBCOOLING (en un aire acondicionado): Se puede observar en la cada de presin que se tiene en el condensador y la vlvula de estrangulamiento por el refrigerante no condensado completamente. [3]

e. DESLIZAMIENTO O GLIDE (en un refrigerante): Es la diferencia que se tiene de temperatura al inicio y final de la evaporacin o condensacin ya que la mezcla de refrigerante no tiene punto de evaporacin o condensacin constante. [2]

2. Especifique dos dispositivos de medida y su ubicacin, que recomienda colocar a fin de mejorar la toma de datos y establecer las condiciones reales de funcionamiento o realizar otro anlisis del equipo.

DispositivoUbicacinObjetivo o propsito buscado

TermocuplaSalida Evaporador Para poder conocer la temperatura a la salida del evaporador para verificar si entra solo vapor saturado o sobrecalentado al compresor.

PresostatoCompresorPara poder medir la presin y controlarla para no pasar a una zona en la que sea peligrosa.

Se realiza estas consideraciones para asegurar o calcular el comportamiento real de los dispositivos sabiendo que se tiene perdida por irreversibilidades ya que no tenemos dispositivos totalmente adiabticos en el ciclo.

3. Para los datos tomados del Aire Acondicionado tabule los siguientes datos:

Punto de AnlisisPmedida[psig] Pabs[kPa]Tsat@Pabs[C]Tmedida[C]Estado (vapor, mezcla, liquido)

1112.39847,063233.3230,3Lquido

248.65407,71257.468517,54Vapor

347,91402,61179,0913,45Vapor

4123,27922,057536.3831,28Real MezclaIdeal Vapor

5112,39847,063233.3231,97Lquido

4. Realice un diagrama T-s esquemtico para el ciclo real de refrigeracin donde se aprecien las lneas de presin P1, P2, P3, P4, y las temperaturas registradas durante la prctica. (No es necesario que este a escala) (Puede ser a mano y puesto como foto o escaneado)

Grfico 1. Ciclo Real [Fuente Propia]

5. Sobre el grfico anterior superponga el grfico del ciclo ideal.

Grfico 2. Ciclo Real e ideal [Fuente Propia]

6. Realice un ejemplo de clculo para el ciclo real con los datos tomados del aire acondicionado.Notas: 1) Si los valores no se obtienen de un clculo, como es el caso de las entalpas o entropas, indique a partir de qu condiciones (datos de T, P o asunciones como: expansin isoentlpica, por tanto h5=h4) se obtuvieron2) Recuerde que los valores de entalpa y entropa son referenciales y difieren de un autor a otro, por tanto emplee la misma referencia (tabla termodinmica o diagrama)3) Trabajar con las presiones P1, P2, P3, P4. Las presiones de los manmetros analgicos pueden ser consideradas como referenciales.Entrada al compresor (h y s)

Presin (Mpa)0.4Presin (Mpa)0.5

Temp. (C)Entalpia (kJ/kgK)Temp (C)Entalpia (kJ/kgK)Presin (Mpa)Entalpia (kJ/kgK)

10256.5815.71259.30.4259.364

20265.8620263.460.5256.672121

13.45259.781613.45257.1080.402259.417838

Presin (Mpa)0.4Presin (Mpa)0.5

Temp. (C)Entropa (kJ/kgK)Temp (C)Entropa (kJ/kgK)Presin (Mpa)Entropa (kJ/kgK)

100.930515.710.92400.40.9269

200.9628200.96280.50.9240

13.450.941613.450.90350.4020.926958

Salida del compresor (h y s) En este punto se considerar una compresin Isentrpica y en la salida como vapor sobrecalentado, aunque en la realidad existe ms transferencia de energa a ambiente en el compresor que irreversibilidades que influye a la salida como una mezcla lquido vapor.

Presin (Mpa)0.9Presin (Mpa)1

Entropa (kJ/kgK)Entalpia (kJ/kg)Entropa (kJ/kgK)Entalpia (kJ/kg)Presin (Mpa)Entalpia (kJ/kg)

0.9169269.260.9179271.710.9270.8448

0.9327274.170.9525282.741273.017

0.9269270.84480.9269273.0170.922271.32

Presin (Mpa)0.9Presin (Mpa)1

Entropa (kJ/kgK)Temperatura (kJ/kg)Entropa (kJ/kgK)Temperatura (kJ/kg)Presin (Mpa)Temperatura (kJ/kg)

0.916935.510.9179400.936.96

0.9327400.952550141.1849

0.926936.960.926941.18490.92237.889

Salida del condensador (h y s)

Temp. (C)Entalpia (kJ/kg)Entropa (kJ/kgK)

3093.580.34789

3296.480.35730

31.9793.43650.35715885

Entrada expansin (h y s)

Temp. (C)Entalpia (kJ/kg)Entropa (kJ/kgK)

3093.580.34789

3296.480.35730

30.394.0150.34930

Salida Expansin (h y s)

hf-sfHfg-sfg

Temp. (C)Entalpa(kJ/kg)Entropa (kJ/kgK)Temp (C)Entalpa(kJ/kg)Entropa (kJ/kgK)

1673.730.2815916185.730.6423

1876.520.2911218184.010.63198

17.5475.87830.28892817.54184.40560.63435

Salida Evaporador (h y s)

Presin (Mpa)0.4Presin (Mpa)0.5

Temp. (C)Entalpia (kJ/kg)Temp (C)Entalpia (kJ/kg)Presin (Mpa)Entalpia (kJ/kg)

10256.5815.71259.30.4262.863

20265.8620263.460.5260.328

17.54263.5771217.54261.07450.402262.8123

Presin (Mpa)0.4Presin (Mpa)0.5

Temp. (C)Entropa (kJ/kgK)Temp (C)Entropa (kJ/kgK)Presin (Mpa)Entropa (kJ/kgK)

100.930515.710.92400.40.952367

200.9628200.93830.50.92733

17.540.954854217.540.934780.4020.951866

Calor Aadido

Calor Rechazado

Relacin de Compresin

COP

7. Tabule los resultados obtenidos.

PuntoP [kPa]T [C]h [kJ/kg]s [kJ/kg*K]

IDEALEntrada Compresor402,6119.09259.4170.926958

Salida Compresor922.057536.38271.320.926958

Entrada Expansin922.057533.3294.0150.3493

Salida Expansin402,6119.0994.0150.35128

REALEntrada Compresor (Pto3)402,61113.45262.810.9269

Salida Compresor (Pto4)922.057531.28271.320.9269

Salida Condensador (Pto5)847.0637.88993.43650.35715

Entrada Expansin (Pto1)847.0630.394.0150.3493

Salida Expansin407.712517.5494.0150.3512

Salida Evaporador (Pto2)407.712517.54262.81230.951866

RESULTADOSAire AcondicionadoBanco Hielo

IDEALQa [kJ/kg]161.67159.12

Qr [kJ/kg]177.305176.53

RC2,102,31

COP10.479.14

Qcomp [kJ/kg]15.4417.41

REALQa [kJ/kg]165.70164.06

Qr [kJ/kg]176.40173.86

RC2,42,5

COP15.4816.76

Qcomp [kJ/kg]10.709.79

ANLISIS DE RESULTADOS

Si comparamos los resultados obtenidos entre el ciclo ideal y real tenemos datos parecidos por el hecho de que en la grfica se puede observar que estos dos ciclos son cercanos y solo el real es afectado por las irreversibilidades que se presentan en los procesos y al no tener a los dispositivos totalmente adiabticos por lo que afecta al rendimiento al necesitar una mayor cantidad de calor y tener un menor trabajo del compresor que en el ciclo ideal. La relacin de compresin es la que se ve afectada de un dispositivo a otro ya que la diferencia de presiones que tenemos en el banco de hielo es mucho mayor que la que tenemos en el aire acondicionado por lo que aumentamos la eficiencia y el intercambio de calor ser mayor por lo que el calor aadido aumentar y el rechazado disminuir. El calor rechazado en el condensador y el calor aadido en el evaporador tienen la misma relacin en el ciclo real y el ideal ya que uno siempre va a ser mayor que el aadido para cualquier dispositivo de refrigeracin ya que es lo que nos interesa para aumentar la eficiencia. El compresor pierde su eficiencia mxima por irreversibilidades que en el proceso real se presentan como una entrada del fluido en mezcla lo que perjudica a la eficiencia total y deteriora al compresor.

CONCLUSIONES

La utilizacin de un dispositivo de sobrecalentamiento a la salida del evaporador nos ayuda a asegurar que el fluido que entre al compresor sea casi totalmente vapor sin mezcla para precautelar el desempeo del dispositivo. Se compar a las grficas experimentales de los ciclos ideal y real de refrigeracin con las propuestas en los libros de termodinmica las cuales se asemejan a lo visto en teora por lo que son vlidas. A una mayor diferencia de presiones que tengamos, obtendremos mejores resultados de eficiencia del ciclo por el aumento de la relacin de compresin. Se puede operar diferentes dispositivos al conectarlo a un mismo compresor lo que nos beneficia en costos de operacin y espacio requerido.

RECOMENDACIONES

Evitar tener fugas en alguna parte de las tuberas o mangueras de conexin entre dispositivos. Verificar que el fluido se comporte como se requiera para cada dispositivo con la ayuda de los visores para corregirlo rpidamente. Recoger todos los datos necesarios para la realizacin del informe y de las grficas y ver si son coherentes los datos escogidos.

BIBLIOGRAFA

1. Cengel, Y. A., & Boles, M. A. (2012). Termodinmica, 7 Edicin, Mxico, Editorial Mc Graw Hill.2. Ecu-Red. Calor Sensible. Rescatado de: http://www.ecured.cu/index.php/Calor_sensible El 18/07/2015.3. Subenfriamiento. Rescatado de: http://blogquimobasicos.com/2014/08/14/subenfriamiento/. El 18/07/2015.4. Deslizamiento. Rescatado de http://www.marcombo.com/Descargas/9788426717696%20-%20Manual%20T%E9cnico%20de%20Refigeraci%F3n/EXTRACTO%20DEL%20LIBRO.pdf, el 18/07/2015

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