UNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE PORRES

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA INGENIERIA INDUSTRIAL

INGENIERA DE PROCESOS

INFORME DE LABORATORIO DE INGENIERA DE PROCESOS

LABORATORIO N 03 - A

PROFESORCECILIO GARRIDO SCHAEFFERFECHA DE REALIZACIN: 15-10-11 FECHA DE ENTREGA: 28-10-11 INTEGRANTE: MIANO AGUIRRE, CSAR ALBERTOTAPIA SANTISTEBAN, ANDREE M.

2011

INTRODUCCIN

Un sistema de refrigeracin se emplea para mantener cierta regin del espacio a una temperatura menor que la de su entorno. El fluido de trabajo puede permanecer en una sola fase( refrigeracin por gas) o puede aparecer en dos fases( refrigeracin por compresin de vapor).

Es comn asociar la refrigeracin con la conservacin de alimentos y acondicionamiento de aire en los edificios. No obstante, las tcnicas de refrigeracin se necesitan en muchas otras situaciones.

Como son el empleo de combustibles lquidos para la propulsin de cohetes, el oxgeno lquido para la fabricacin del acero, el nitrgeno lquido para la investigacin a temperaturas bajas( criogenia), y para tcnicas quirrgicas y el gas natural licuado para transporte intercontinental son solo algunos ejemplos de los muchos que la refrigeracin es esencial.

OBJETIVOS

Objetivos General

Simular el proceso de refrigeracin comparando la velocidad de enfriado entre la vlvula y el capilar.

Objetivos Especficos

Determinar los grados de libertad en los elementos de un ciclo de refrigeracin

Simular un ciclo de refrigeracin

Determinar los requerimientos energticos en un ciclo de refrigeracin

PRINCIPIOS TERICOS

La refrigeracin es el proceso de conservacion por tratamiento fisico, que consiste en mantener un alimento o producto en buenas condiciones de temperatura (de -3C a 5C ) para disminuir o inactivar microorganismos en reproduccion . La reduccin de temperatura se realiza extrayendo energa del cuerpo, generalmente reduciendo su energa trmica, lo que contribuye a reducir la temperatura de este cuerpo.

La refrigeracin, aplicacin mdica, industrial, y domstica de todo tipo depende de los sistemas de refrigeracin.

Durante la dcada de los 90 casi todos los pases firmaron y consecuentemente ratificaron el Protocolo de Montreal de san ignacio y sus correcciones posteriores. Este acuerdo incluye una escala de tiempo estricto para la desaparicin de refrigerantes que atacan el ozono y requiere el uso provisional hasta su sustitucin por refrigerantes que no daen el ozono. Este cambio result en el aumento de la variedad de refrigerantes de uso comn existentes de 3 a 4 veces mayor y en la necesidad de asegurarse de que las prcticas de los ingenieros sean muy exigentes.

La firma del Acuerdo de Kyoto hace que aumente la necesidad de las prcticas ya que muchos de los sistemas de refrigeracin y de aire acondicionado usan una considerable cantidad de energa y por lo tanto contribuyen ya sea directa o indirectamente al calentamiento global.

La gama de aparatos de refrigeracin para la enseanza y software de ordenador de la empresa ha sido diseada para ensear a los estudiantes los principios bsicos de la refrigeracin, para as asegurarse de que la prxima generacin de ingenieros sea capaz de comprender y contribuir a los cambios fundamentales que estn ahora dndose lugar en la industria de la refrigeracin.

Entre otras formas:

Aprovechar diferencias de temperaturas entre el medio receptor y emisor. Transfiriendo el calor por conveccin, conduccin o Radiacin.

Usar un proceso que requiera una aportacin externa de energa en forma de trabajo,.

Aprovechar el efecto magnetocalrico de los materiales, como en la desimanacin adiabtica.

DETALLES EXPERIMENTALES

Los instrumentos utilizados en el presente experimento fueron:

Programa DAR 2010. Grafico p-h del refrigerante. Tabla de propiedades de saturacin del refrigerante. Modulo de Simulacin. Regla y lpiz.

PROCEDIMIENTO

Compruebe que el Mdulo de Refrigerador Industrial ET 915.02

Oprima el botn verde START en el modulo DAR-2010 para iniciar el sistema.

Identifique el compresor, el condensador, los dispositivos de expansin y el evaporador en la unidad y en el panel de control.

Pulse el botn de SETUP en la esquina superior derecha del panel de control.

Haga clic en el botn SYSTEM OFF para comenzar.

Pulse los botones CAPILLAR Y CLOSE en la ventana de SETUP.

Los elementos del panel de control pintados de verde estn activos. Los elementos verdes oscuros estn inactivos.

Registres las presiones y temperaturas T1,T2, T3, P1, P2, P3, etc.

RESULTADOS

En el grfico observamos los valores de las temperaturas y las presiones tanto en el Evaporador, Compresor, Condensador y Expansin.

T1 = 18.7 CP1 = 0.14 barT2 = 47.3 CP2 = 5.88 barT3 = 22.9 CP3 = 5.66 barT4 = 25.1 CP4 = 1.99 barT5 = -2.5 CP5 = -0.01 barT6 = -1.9 CT8 = 8.6 CT9 = 6.2 C

Si lo llevamos a un grfico de P (presin) H (entalpia) tenemos lo siguiente datos reales:

La T5 = -1.9C, S5 = 1.75 kJ/kgK, H5 = 397.9 KJ/Kg La T3 = 25.1 C, P3 = 5.9 bar, H3 = 234.8 KJ/Kg Como S2 = S3 y P2 = P3 = 5.9 bar H2 = 435.8 KJ/Kg

1. Calculando tericamente:

La T5 = -2.1C, S5 = 1.75 kJ/kgK, H5 = 400 KJ/Kg La T3 = 20 C, P3 = 5.8 bar, H3 = 235 KJ/Kg Como S2 = S3 y P2 = P3 = 5.8 bar H2 = 435 KJ/KgPor lo tanto, comparando los resultados tericos con los datos reales son semejantes.

2. Calculando el calor ganado:Qc = h5 h4 = 400 235 = 165 KJ/Kg

3. Calculando el trabajo del compresor:Wc = h5 h2 = 400 435 = -35 KJ/Kg

4. Calculando el calor retirado al medio ambiente:Qh = h3 h2 = 235 435 = -200 KJ/Kg

DISCUSIN DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES

La calefaccin y la refrigeracin son dos procesos de transferencia de calor que involucra dos medios: uno ms frio y otro ms caliente.

El calor fluye naturalmente desde el medio caliente al medio frio. Para enfriar una sustancia, se la debe poner en contacto con un medio relativamente ms frio.

El ciclo de refrigeracin se basa en los cambios de fase de un material llamado refrigerante, que es sometido a una serie de cuatro procesos, a saber:1) Evaporacin, en el que el refrigerante absorbe el calor del espacio a ser refrigerado2) Compresin, donde se eleva la presin del vapor refrigerante3) Condensacin, donde se entrega el calor al medio ambiente, y el refrigerante vuelve a la fase liquida.4) Expansin, en el que la presin es restituida a su valor inicial, para permitir reiniciar el ciclo.

En el laboratorio se ha utilizado un refrigerante de R-134a, sin embargo no hemos podido utilizar la tabla de refrigeracin saturado dado en clase, ya que ste tiene datos con el refrigerante de fren.

En esta experiencia analizamos aspectos termodinmicos del ciclo de refrigeracin y al comprender el significado de los parmetros del sistema mediante el uso de la carta log p-h.

Observamos en el grfico de P H que los puntos 5 y 3 no interceptan tanto a la curva de lquido saturado como al vapor saturado como se vio en clase de procesos, ya que en el punto 3 es liquido ms vapor y en el punto 5 es vapor sobrecalentado.

El refrigerante que sufre los cuatro procesos detallados del ciclo de refrigeracin, es un fluido apto para ser usado en sistemas de refrigeracin.

Los compuestos que pertenecen a la familia de HFC como el R-134a son nuevos materiales refrigerantes que no causan dao a la capa de ozono como los de la familia CFC.

Los procesos de calentamiento, acondicionamiento de aire y refrigeracin exigen que se transfiera energa trmica de una regin a otra.

RECOMENDACIONES

De cuidados:

Comprobar que las conexiones estn correctamente conectadas.

BIBLIOGRAFA

http://www.emersonclimatemexico.com/mt/mt_cap_13.pdf

http://onsager.unex.es/Apuntes/Termo/tema5.pdf

http://www.iq.uva.es/termoap/TEMA10.pdf

http://www.iberdidac.org/news/sidilab/climatizacion09/image010.jpg

http://www.galeon.com/mcoronado/PRACTICAS_I/05Practica5.pdf