Trabajo Final Termograf
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7/17/2019 Trabajo Final Termograf
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La refrigeración tiene un amplísimo campo
en lo que respecta a la conservación de
alimentos (Barcos congeladores de pescado
en alta mar, plantas refrigeradoras de
carnes y verduras), productos farmacéuticos
y materias para la industria (Plantas
productoras de hielo, unidades de
transporte de productos congelados,
barcos, aviones, trenes, camiones, etc), en
sistemas de acondicionamiento de aire y
calefacción, etc
SIMULACIÓN DE UNCICLO DEREFRIGERACIÓN PORCOMPRESIÓN DE VAPORUTILIZANDO TERMOGRAF.7.
Arregocez De la CruzAldairBeleño Molina DanielCastañeda GarcíaMiguel Olivero ÁvilaLeidyRipoll Sierra an!el
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INTRODUCCIÓN.
Refrigeració !"r c"#!re$ió.
!s un método de refrigeración que consiste en for"ar mec#nicamente la circulación
de un refrigerante en un circuito cerrado creando "onas de alta y ba$a presión con elpropósito de que el fluido absorba calor en el evaporador y lo ceda en el
condensador
A%STRACT.
%ooling is a method consisting in mechanically forcing the circulation of a coolant in
a closed circuit by creating areas of high and lo& pressure in order to absorb heat
from the fluid in the evaporator and the condenser yield
E&ERCICIO PROPUESTO
'n ciclo de refrigeración, en cuyo evaporador se transfiere un flu$o de calor de
*+s -unciona con refrigerante ./a que entra al compresor adiab#tico como vapor
saturado a 0/ bar, y sale a 1 bar y 23% !l fluido a la salida del condensador es
líquido saturado a 1 bares, determine4
5) -lu$o m#sico en *gmin
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B) Potencia de entrada en 67
%) %oeficiente del calor transferido en el evaporador entre el traba$o del
compresor
SOLUCIÓN ANAL'TICA DEL E&ERCICIO.
PAR(METROS DE ENTRADA.
!stado 8 vapor saturado9 P8 0/ Bar
!stado 08 P8 1 Bar, :8 23%
!stado .8 Líquido saturado9 P8 1 Bar
!stado /8 (Por determinar)
%alor suministrado al evaporador de 6+s
ESTADO )
;<apor saturado= (tabla 5>0 %engel)
P 8 0/ 6pa
: 8 >?.13%8 02@,@@ 6
< 8 <g81.1A@ m. 6g
h8hg 8 0/@01 6+6g
'8'g 8 00@,/ 6+6g
8g8 ,A./?1 6+6g6
ESTADO *
;<apor sobrecalentado= (:abla 5>. %engel)
P0 8 1 6pa
:0 8 2 3% 8 ...,? 6
<0 8 0AA@. m. 6g
h0 8 0A21 6+6g
'0 8 0@0,1. 6+*g
0 8, 6+ 6g6
ESTADO +
;Líquido saturado= (tabla 5>0 %engel)
P0 8 P.8 1 6pa
:. 8 .. 3% 8 ./,/2 6
<. 8 <f. 8 1/?1m. 6g
h.8hf. 8 A?/@ 6+6g '. 8 'f. 8 A/,@A 6+*g
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. 8 f. 8 A/,@A 6+*g
ESTADO ,
!st# en Ce"cla, procedemos a hallar la calidad4
x=hs−hf
hfg x=
95.47 KJ / Kg−44.66 KJ / Kg
202.62 KJ / Kg
x=0.250764
5hora4</8 @20 D (0?@2/) (1.1A@>@20)</8 02A m.*g:eniendo la calidad se calculan de la misma forma las propiedades
energía interna y entropía, teniendo de manera general4
P/ 8 P 8 0/ 6pa
:/ 8 :sat 8 >?,.13% 8 02@,@@ 6 >E :abla 5>0 %engel
</ 8 02A m. 6g
h/8 h. 8 A?/@ 6+6g >E Proceso Fsoent#lpico
'/8 A,..@ 6+ *g
/ 8 ,.2@1?2 6+*g6
%ALANCE DE ENERG'A EN EL EVAPORADOR.
∑ Q+∑ W +∑ m¿θ¿−∑ mout θout =dE
dt
Gonde no eHiste traba$o, el cambio de la energía en el tiempo permanece
constante y el flu$o m#sico de entrada es el mismo de salido, quedando4
Qevap=¿ m(hs−hs)
Gespe$ando el flu$o m#sico4
m=Q evap
(hs−hs)
e obtiene al reempla"ar dichos valores4
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m=0.065871 k g
s =3.9523
k g
min
%ALANCE DE ENERG'A DEL COMPRESOR.
W comp= m (hs−he )
W comp=0.065871 KJ
kg (296.81 KJ
kg −247.28
KJ
kg )
W comp=3.2626 KJ
s
COEFICIENTE DEL CALOR TRANSFERIDO EN EL EVAPORADOR ENTRE
EL TRA%A&O DEL COMPRESOR.
Q evap
W comp=
10 KJ /s
3,2626 KJ / s=3.065
%ALANCE DE ENERG'A EN EL CONDENSADOR.
%omo aneHo se tiene el calor que cede el condensador, con fines de
interpretación
Qcond=¿ m(hs−he)
Q cond=¿ (, 2?1@ 6gs) (95,47
KJ
kg −
296,81 Kj
Kg )
Qcond=−13 ,2622 KJ /kg
TERMOGRAF 5.7
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%on la ayuda de este soft&are de simulaciones termodinamicas, nos pusimos en la
tarea de resolver el e$ercicio antes descrito, los resultados obtenidos fueron los
siguientes4
PARA LOS ESTADOS )-* DEL CICLO
PARA LOS ESTADOS +-, DEL CICLO
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ESTADOS *-+ DEL CICLO
ESTADOS ,-) DEL CICLO
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TA%LA GENERAL DE PRIPIEDADES CALCULADAS/ ARRO&ADA POR EL SOFT0ARE
DISCUSIÓN 1 AN(LISIS DE RESULTADOS.
!n la siguiente tabla mostramos el porcenta$e de error obtenido entre los datosarro$ados por el soft&are y los datos analíticos
Pr"!ie2a2 E$3a2"
M43"2"
P"rce3ae 2e err"r Aa63ic" Si#86ació
E3a6!a 9:&;:g<
) *,7/*= *,,/>=, ?/>+7
* *>@/=) *>,/+*7 ?/=,,
+ >5/,7 >+/=@5@ )/7?>
, >5/,7 >+/=@5@ )/7?>
E3r"!a9:&;:g.:<
) ?/>+,5= ?/>*5,* ?/>>?
* )/?)) )/??** ?/=7=
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+ ?/+5,?, ?/+,=* )/@77
, ?/+@7=5 ?/+@)?= )/=75
Para esta tabla reali"amos el mismo an#lisis, pero considerando otras propiedades4
F"r#a 2e eerga
M43"2"
P"rce3ae 2e err"r
Aa63ic" Si#86ació
Traa" c"#!re$"r 9:&;$< +/*@* +/*5?*) ?/+@+
Ca6"r EBa!"ra2"r 9:&;$< )? >/>5,)> ?/,@?
Ca6"r C"2e$a2"r 9&;$< -)+/*@* -)+/*?,, ?/,+@
La fórmula utili"ada para el c#lculo de errores fue4
%error= valor termograf −valor analitico
valor termograf
La discrepancia entre los valores obtenidos por los dos métodos radica en losvalores de las tablas termodin#micas usadas Para mayor precisión le
otorgamos mayor veracidad a los valores suministrados por el programa
termograf ?@
!n la siguiente captura de pantalla se nota la presencia de las líneas
punteadas en los procesos >0, y para el proceso .>/, esto quiere decir queen y 0 es un procesos irreversible y para . y / es un proceso isoent#lpico
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!ste cuadro de dialogo aparece cuando se quiere cambiar la temperatura del
estado 0, para arreglar esta situación se debe cambiar la forma en la cual se
lleva el proceso >0 a un estado irreversible, debido a que se muestra un
cambio importante en la entropía del sistema, y el programa por defecto
interpreta que es un sistema reversible
CONCLUSIONES.
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%abe aclarar que esto lo hacemos porque a la hora de simular un proceso real
no podemos afirmar que un compresor es isoentropico, porque de una manera
u otra, siempren habr#n pérdirdas de eficiencia
e logró entender claramente la resolución del problema, ba$o las leyes
termodin#micas aprendidas hasta el momento
e dio una idea clara de cómo se utili"a el programa :!ICJKI5- ?@, con la
aclaración de los detalles eHplicados en su propio funcionamiento
%on respecto a los resultados se aprecia una pequea variación de los datos
obtenidos, lo cual nos da la certe"a de un futuro utili"ar el soft&are para
resolver problemas de este estilo, y de igual forma busca alternativas de
solución para otros problemas
Luego de anali"ar los resultados arro$ados por el soft&are,