Refrigeracion Capitulo 1

7/26/2019 Refrigeracion Capitulo 1

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UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARODE MANABI

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERAINGENIERIA EN MECANICA NAVAL


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REFRIGERACION I


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DERECHOS RESERVADOS 2015

REFRIGERACION I


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MATERIA

POR: ING. CARLOS DELGADOMENOSCAL

REFRIGERACION I


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EF IGE ACION I

PARA LOS ESTUDIANTES DEL

SEPTIMO SEMESTRE DE INGENIEIRIAEN MECANICA NAVAL

UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DEMANABI

FACULTAD DE INGENIERIA

MANTA - ECUADOR


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MODULOS DE ESTUDIOS

DISEADO POR:ING. CARLOS DELGADO MENOSCAL

Derechos reservados. Copyright 2015

EF IGE ACION I


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CAPITULO 1


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FUNDAMENTOS DE

REFRIGERACION

CAPITULO 1


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Capit!" 1


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INTRODUCCION


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Introduccin..


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FRIOEs un termino relativo que se refere ala carencia e ca!"r en un "#$e%"o

e&'aci".

Algunas defniciones lo descrien

como la a(&encia e ca!"r.

Introduccin..


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CALOREs una !orma de Ener)*a trans!eridaen virtud de una di!erencia de

temperatura.

E!Ca!"r e"iste en cualquier parte en

mayor o menorgrado.Como cualquier !orma de Ener)*a nopuede ser creada ni destruida# aunque

otras !ormas de energ$as pueden

Introduccin..


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Refrigerar

Consiste en conseguir una%e,'era%(ra ,-& #a$a que la delmedio amiente inmediato.


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En cualquier &i&%e,a'rac%ic" dereri)eraci/n elmantenimiento de la a%atemperatura requiere !ae0%racci/n e ca!"r delcuerpo a reri)erar aa%a temperatura y !ace&i/n e e&%e ca!"r auna tem eratura mas alta.

Refrigerar


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Refrigeracin

&ami'n llamada Enria,ien%".Es !a re,"ci/n e ca!"r no deseadodesde un espacio u o%etosseleccionados y su trans!erencia a otroespacio y o%eto.

La re,"ci/n e ca!"r a%a latemperatura y puede ser llevada acao mediante el uso del hielo# nieve#

agua !r$a o re!rigeraci(n mec)nica.


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Sistema de

RefrigeracinUn SISTEMA DE

REFRIGERACIONse utili*a paramantener unaregi(n del espacio auna %e,'era%(raineri"r a !a e!a,#ien%e.


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Sistema de

RefrigeracinEl 1(i" e

%ra#a$" utili*adoen el sistemapuede permanecer

en una sola !ase+re!rigeraci(n porgas, o puede

camiar de !ase


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-a re!rigeraci(n suele asociarse a la

c"n&er+aci/n e !"& a!i,en%"& y alac"nici"na,ien%" e aire eei2ci"&.

La& #",#a& e ca!"r3 es capa* tantode enriar como de ca!en%ar con lamisma instalaci(n# utili*)ndose

popularmente en edifcios

Sistema de

Refrigeracin


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Refrigeracin

Mecnica-a re!rigeraci(n

mec)nica es lautili*aci(n de loscomponentes

mec)nicos arregladosen un /istema dee!rigeraci(n. Con el

prop(sito de


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APLICACIONES DELA REFRIGERACION


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A!"icaciones

La in(&%ria e !a reri)eraci/n 4e! aire ac"nici"na" cada d$a see"tiende m)s y encuentra m)s

aplicaciones.En antao# el uso principal eranetamente !a 'r"(cci/n e 5ie!".

3oy !a reri)eraci/n es esencial enla 'r"(cci/n 4 i&%ri#(ci/n e

a!i,en%"& y en el !uncionamiento


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A!"icaciones

-a aplicaci(n del aire ac"nici"na"permite a la gente y a la sociedad queviva en un amiente climati*ado y de

con!ort.


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A!"icaciones

-a re!rigeraci(n y del aireacondicionado se pueden i+iir enc(a%r" )r('"&:

4roducci(n y Distriuci(n dealimentos.

so en 4rocesos 6ndustriales.

Aplicaciones Especiales en 6ndustria

7u$mica.


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A!"icaciones

Pr"(cci/n 4 Di&%ri#(ci/n ea!i,en%"&

-as a&e& principales de la 6ndustriade alimentos son8 !a 're'araci/n3 e!a!,acena,ien%" 4 !a i&%ri#(ci/n.

9ientras que muchos alimentos# comolas !rutas y los vegetales# puedenalmacenarse y distriuirse en su

estado natural# otros requieren


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A!"icaciones

Pr"(cci/n 4 Di&%ri#(ci/n ea!i,en%"&

4roductos l)cteos Carnes

4escados.

:eidas

Confter$a


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A!"icaciones

Pr"ce&"& In(&%ria!e& Carnes y ;egetales Congelados

4anader$a Almacenamiento en


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A!"icaciones

Reri)eraci/n en In(&%ria&6(*,ica& 4 e Pr"ce&"&

/eparaci(n de gases Condensaci(n de gases

Desecado del aire

4recipitaci(n de un soluto

En!riamiento para conservaci(n


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A!"icaciones

Reri)eraci/n en In(&%ria&6(*,ica& 4 e Pr"ce&"&

Almacenamiento en estadoliquido a a%a presi(n

Disipaci(n de calor de reacci(n

ecuperaci(n de Disolventes

Control de !ermentaci(n


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A!"icaciones

Aire Ac"nici"na" -aoratorios

=fcinas y esidencias Centros Comerciales

6mprentas


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CONCEPTOSBASICOS

R f i i $


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Refrigeracin a tra#$s

de "os a%os-os primeros an%e'a&a"& delhomre# conocieron y oservaron los

e!ectos del !rio# la nieve# el hielo soresus cuerpos y las cosas >tales como lacarne de sus cacer$as?

L"& c5in"& !ueron los primeros enrecolectar y almacenar 5ie!" del

invierno empacados en hieras secas

R f i i t $


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de "os a%os-os an%i)("& e)i'ci"& descurieron

que la evaporaci(n pod$a causaren!riamiento. As$ en!riaron vinos yotras eidas en recipientes de arro

colocado en los techos por las noches.

E! 7ie!" !ue un importante producto

de comercio durante el siglo

R f i i t $


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de "os a%os-os primeros pasos en la

reri)eraci/n '"r c",'re&i/n e+a'"r comien*an a partir de 89;cuando el in)!e&


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de "os a%osA!e0aner T>inin) en 89?@diseo yconstruyo maquinas de hielo porc",'re&i/n e +a'"r las cualesutili*aan 'ter et$lico comore!rigerante# este es un re!rigeranteutili*ale comercialmente. -asprimeras maquinas eran grandes y

R f i i t $


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de "os a%osEl fn principal para el desarrollo de

estas maquinas consist$aprincipalmente en producir hielo#preparar cerve*a y para la

conservaci(n de alimentos.

4ara el ao de 89@ se empie*an a

utili*ar &i&%e,a& e c"n%r"! 4

R f i i t $


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de "os a%os4ara 8@ empie*a el (&" c",ercia!de !"& reri)era"re los cuales sonm)s pequeos# efcientes y accesilesecon(micamente.


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ESTADOS DE LAMATERIA


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Estados de "a Materia

En la naturale*a la materia se puedepresentar en %re& e&%a"&distintos8

ESTADO SOLIDO: /e constituye portener !orma y volumen constante.

Estas propiedades se deen a que enlos s(lidos predominan las !uer*as decohesi(n sore las de repulsi(n.

C R


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ESTADO LI6UIDO: /e caracteri*apor tener volumen constante pero

!ormas variales.Estas propiedades se deen a que enlos l$quidos las !uer*as de cohesi(n y

repulsi(n molecular est)nequiliradas.

C R


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ESTADO GASEOSO: /e caracteri*apor tener !ormas y volumen variales.

En los gases las !uer*as de repulsi(nmolecular es mayor que las decohesi(n lo que oligan a que ocupen

un mayor volumen posile.

C R


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Cam&ios de Estados de "a

MateriaLa ,a%eria no se presenta en !orma

permanente en (n &"!" e&%a"# sinoque se puede presentar muchas vecesen e&%a" &"!i"# otras en e&%a"

!iH(i" y en e&%a" )a&e"&"./eg@n las condiciones de Te,' yPre&i/nen el amiente8


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Materia

E$e,'!": E! a)(a

E&%a" S"!i": En los nevados ypolos

E&%a" LiH(i": En los mares y r$os.

E&%a" Ga&e"&": En las nues

-os principales camios son8


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Materia

/=-6D= -676D= A/E/=

S(#!i,aci/n

F(&i/nE+a'"raci/

n

S"!ii2caci/n

Lic(eacci/n

S(#!i,aci/

n


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METODOS DEREFRIGERACION

M%""& e Reri)eraci/n


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M%""& e Reri)eraci/n

In%r"(cci/nReri)erarconsiste en conseguir una%e,'era%(ra ,-& #a$a que la del

medio amienteinmediato.

En cualquier &i&%e,a e

reri)eraci/n# el mantenimiento de laa%a temperatura requiere lae"tracci(n de calor del cuerpo a

re!rigerar a a%a temperatura y la Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Pr"ce&"& (%i!ia"& eReri)eraci/n

Estos 'r"ce&"& !undamentalesutili*ados en e!rigeraci(n son8

1. Elevaci(n de la temperatura deun re!rigerante

2. Camios de !ases

B. E"pansi(n de un liquido

. E"pansi(n de un gas per!ecto

Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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5. 4roceso de vaciado. E"pansi(n de un gas real

. 4rocesos El'ctricosEn !"& 'r"ce&"& 8 4 J3 la a%atemperatura se logra en elre!rigerante y es un procesos detrans!erencia de calor.

En !"& 'r"ce&"& re&%an%e&3 se


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8. E!e+aci/n e !a %e,'era%(ra e

(n Reri)eran%eno de los medios para en!riar unproducto es ponerlo en contacto conuna sustancia mas !r$a llamadaREFIRGERANTE.


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Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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J. Ca,#i"& e Fa&e&El hecho de que un re!rigerantenecesite ca!"rpara pasar de un solidoa liquido# de liquido a vapor# o desolido a vapor# puede teneraplicaciones de la reri)eraci/n.

El camio de !ase de &"!i" a !iH(i"se llama F(&i/n. I el calor

asorido por el re!rigerante es e! Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Te,'era%(ra e (&i/n

/ucede cuando se e!e+a !a%e,'era%(ra de un ,a%eria! de"r,a 'r")re&i+a al alcan*ar estaun determinado valor denominado'(n%" e (&i/n se produce unca,#i" e e&%a" pasando de

&"!i" a !iH(i".


Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Te,'era%(ra e (&i/n


Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Ca!"r !a%en%e e (&i/n 6

Es la can%ia e ca!"r que

a#&"r#e (n c(er'" para pasar a%e,'era%(ra c"n&%an%e dele&%a" &"!i" a! e&%a" !iH(i".

6 C'. , . TJK

T8F GcalHh



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Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Controlando la presi(n a la que sereali*a la +a'"riaci/n3 se regula latemperatura del proceso.


Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Ca,#i"& e Fa&e&El camio de !ase de &"!i" a +a'"rse llama S(#!i,aci/n. I el calorasorido en el proceso se conocecon el nomre de ca!"r e&(#!i,aci/n

-a caracter$stica propia de lasulimaci(n es que la sustancia pasa

de la a&e &"!ia a la a&e e +a'"r Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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La &(#!i,aci/n ocurre a presionesm)s a%as que el proceso cominadode !usi(ny vapori*aci(n.

E! 5ie!" &ec" es el e%emplo m)scom@n del uso de !a &(#!i,aci/n enla re!rigeraci(n.

E! 5ie!" &ec" es an5*ri"car#/nic" &"!i"3 que cuando se

calienta a presi(n atmos!'rica# pasa


Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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3ielo

3ielo J agua

Agua

Agua Jvapor

;apor

2. BK. L15. B0?B0

0

50

100

T+MC,

A

:

C

DE

/ecalienta elhielo

/e !undeel hielo

/ecalienta elagua

/eevapora elagua

/ecalienta elvapor

120

Gr-2ca e !a %e,'era%(ra c"n%ra !a ener)*a %r,ica aaia c(an"8 ) inicia!,en%e a K@C &e c"n+ier%e en +a'"r a 8J@C.

Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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El 'r"ce&" rea! e reri)eraci/npuede cominar un camio de !ase

con una elevaci(n de temperatura delre!rigerante.

4or e%emplo8 el 3ielo /eco a 0oC#

puede meterse en un tanque del quesale en !orma de agua procedente dela !usi(n a 5oC.



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Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Ga& Perec%"n gas per!ecto es el que cumple laecuaci(n8

' . + R . T


Sien":p F 4resi(n en +Gg!Hm2,

v F ;olumen espec$fco +mHGg masa,

F Constante gases per!ectos +m?Gg !uer*aHGg mas

+oG,

Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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-os Calores espec$fcos sonconstantes# y


du

dTCv F

dh

dTCp F

Sien":

Cv F Calores espec$fcos a volumen constante

Cp F Calores espec$fcos a presi(n constante

u F Energ$a 6nterna +GcalHGg,

h F Entalpia +GcalHGg,


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Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Reri)eraci/n

?. Pr"ce&" e +acia"

Cuando un )a&que llena un recipientecerrado se e0'ane hasta unapresi(n mas a%a# re(ce &(%e,'era%(ra.

Cuando un )a& a alta presi(n quellena una otella se e&ca'a a una

regi(n de mas a%a presi(n !a


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Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Reri)eraci/n

m1# u1#inicialmente

m2# u2# fnal

8

J

dQ d7

dm1

dm2

;1# h1# *1

;2# h2# *2


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Pr"ce&"& (%i!ia"& e


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Reri)eraci/n

. Pr"ce&" e E0'an&i/n e (n)a& rea!

Cuando un )a& rea! se e"pande#aunque permane*ca constante laentalpia# puede variar la temperatura.

En un )a& 'erec%" la temperaturapermanece constante en un proceso a

entalpia constante


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Pr"ce&"& (%i!ia"& e/


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Reri)eraci/n

E! enria,ien%" ,a)n%ic" es elm'todo que se ha utili*ado con mayor

'"ito para apro"imarse al cer"a#&"!(%". na sustancia conpropiedades magn'ticas especiales se

somete a un campo magn'tico. Elcampo magn'tico eleva latemperatura de la sustancia# pero el

calor es e"tra$do r)pidamente por el


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Pr"ce&"& (%i!ia"& e i i/


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Reri)eraci/n

E! enria,ien%" '"r %er,"'arconsiste en dos uniones

interconectadas de metalesdi!erentes# el circuito genera una!uer*a electromotri*# lo que se conoce

como Eec%" Pe!%ier. El e!ectoinverso tami'n puede reali*arse.Cuando se estalece una !.e.m en el

circuito del termopar aumentar) la


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Refrigeracion Capitulo 1

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