Laboratorio de Termodinámica II
Variación Variación del caudal de agua en el condensador Carriel Pin Javier Steveen Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción (FIMCP (FIMCP !scuela Su"erior Polit#cnica del Litoral (!SP$L %uaya&uil ' !cuador scarrie)es"ol*edu*ec scarrie)es"ol*edu* ec +esumen La refrigeración es una de técnicas aplicadas más concurridas de la termodinámica, mucho más en países como Ecuador donde el clima provee temperaturas diarias elevadas. Los sistemas más usados de refrigeración son el de compresión a vapor, por lo que estudiarlos es de gran aporte al conocimiento ingenieril. Por lo tanto, esta práctica se determinó el efecto de disminuir o variar el flujo de agua en el condensador de una unidad de refrigeración. Esta unidad de refrigeración se denomina R!"#$%%, el cual tiene un gran n&mero de sensores a la entrada ' salida de cada dispositivo, sean estos condensadores, compresores, (om(as, etc. #ediante el soft)are, se o(tuvo una ta(la de datos en el cual se conclu'ó que al disminuir este flujo el tra(ajo neto aumenta(a, pero el *+P disminuía es decir se retira(a menos calor del sistema, ' además se determinó que el flujo óptimo del si stema fue .- l/min Palabras Clave0 Clave0 refrigeración, condensador, compresión a vapor, R!"#$%%, *+P ,bstract Refrigeration is one of the most )idel' used applied thermod'namics techniques, much more in countries li1e Ecuador )here the climate provides high dail' temperatures. 2he most used refrigeration s'stems are the steam compression, so stud'ing them is a great contri(ution to engineering 1no)ledge. 2herefore, this practice determined the effect of decreasing or var'ing the flo) of )ater in the condenser of a refrigeration unit. 2his cooling unit is called R!"#$%%, )hich has a large num(er of sensors at the input and output of each device, )hether these capacitors, compressors, pumps, etc. 3' means of the soft)are, a data ta(le )as o(tained in )hich it )as concluded that as this flo) decreased, the net )or1 increased, (ut the *+P decreased, that is to sa' that less heat )as )ithdra)n from the s'stem, and in addition it )as determined that the optimum flo) of the s'stem )as .- L / min -ey.ords/ Refrigeration, -ey.ords/ Refrigeration, condenser, steam compression, R!"#$%%, *+P
Introducción 4na 4na de las más con concur currid ridas área áreass de apli aplica caci ción ón de la term termod odin inám ámic icaa es la refrig refrigera eració ción, n, que es la transf transfere erenci nciaa de calor de una región de temperatura inferior hacia hacia una temper temperatu atura ra superi superior or 5!6. 5!6. Los dispositivos que producen refrigeración se llaman llaman refrig refrigera erador dores, es, ' los ciclos ciclos en los que operan se denominan cicl iclos de refrigeración. El ciclo de refrigeración que se utili7a i7a con más frecuencia es por compresión de vapor , donde el refrigerante se evapora ' se condensa alternadamente, para luego comprimirse en la fase de vapor. vapor.
La refrigeración por compresión se (asa en el aprovechamiento de las propiedades de cierto ciertoss fluido fluidos, s, llamado llamadoss refrig refrigera erante ntess o flui fluido doss frig frigor oríg ígen enos os,, de las las cual cuales es,, la principal para este proceso, es que su tempe tempera ratu tura ra de vapo vapori ri7a 7aci ción ón a presi presión ón atmosférica atmosférica es e8tremadamen e8tremadamente te (aja. Los refrigerantes utili7ados com&nmente, tienen temperaturas de e(ullición en condiciones normales, alrededor de "9:;*.
en varios componentes. =os fuentes comunes de irreversi(ilidad son la fricción del fluido >causa caídas de presión? ' la transferencia de calor hacia o desde los alrededores. 56 Por lo anteriormente e8puesto, en la práctica presente se determinará cual es el efecto de disminuir el flujo de agua que pasa a través del condensador de un sistema de refrigeración por compresión a vapor ' sus posi(les causas. demás de ver cuál es el flujo óptimo del mismo !&ui"os e Instrumentación R!"#$%% 4nidad de Refrigeración por *ompresión de @apor
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Figura ! "entana principal de Armfield RA1-MKII •
4n computador
Procedimiento !0"erimental l inicio de esta práctica se inicia el soft)are integrado a la unidad de refrigeración Armfield R!"#$%%B el cual controla el su funcionamiento. 5C6
Figura 1 Fotografía del equipo RA1-MKII
*onfigurando la velocidad del compresor a :D, los rpm estarán normalmente cerca a los C::. Listo esto encendemos el compresor. hora o(servaremos la gráfica que se genera, seg&n el diagrama de la figura, 2! es la temperatura del flujo que ingresa al condensador. 2C es a la salida del evaporador, 2- es a la entrada del mismo. P! ' P es a la entrada ' a la salida del condensador respectivamente.
Figura 2 Diagrama esquemtico de RA1-MKII que muestra las posiciones de los sensores
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Figura # $rfica generada por el soft%are&
4na ve7 o(servado que los valores en la gráfica generada se esta(ilicen "'ase Ane(o A?0
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=isminuimos de !: en !:D el flujo de la (om(a del condensador, esperando en cada paso que las varia(les se esta(ilicen. Gacemos esto hasta que la 29 >temperatura del agua a la entrada del condensador? esté cerca a los *H #ientras se reali7a el procedimiento se o(tendrá una ta(la con todas las varia(les relevantes del proceso, la cual se adjunta con un enlace por el gran n&mero de datos >"'ase Ane(o )*
Conclusiones y +ecomendaciones
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,nálisis de los +esultados *on los datos de la ta(la generada, se puede ver los calores de entrada ' de salida no varían mucho con respecto al cam(io del flujo en el condensador, pero el tra(ajo neto si cam(ia más, el tra(ajo neto aumenta. Por este motivo, el *+P conforme a los cam(ios, disminu'e. Lo mismo ocurre comparando el *+P con el flujo de agua por el condensador.
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+e1erencias 2ibliográ1icas3 Fuentes de In1ormación
Figura +& ,urva ,. vs Flu/o de agua del condensador
La temperatura de control, es decir 29 aumenta de(ido a que, al tener menos fluido de enfriamiento en el condensador, este está Amás calienteB por ende aumenta 29 al entrar. •
5!6. Kengel, . ., 3oles, #. ., M *á7ares, N. O. >!?. 2ermodinamica. #EQ%*+0 #cNR"G%LL. 56. L.2.Samaro.2écnica de las instalaciones frigoríficas industriales. pag.!C Ediciones N.Nili <.. 5C6. Nuia de Práctica0 R!" #$%%"@apour"*ompression Refrigeration 4nit" E8ercise 3
El flujo óptimo para la práctica podría ser determinado en el má8imo de la curva tra7ada anterior mente. Este flujo apro8imadamente es .- l/min
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,ne0os
Anexo A Guía de la práctica – Exercise B (pag 35): https0//drive.google.com/openT idU:3"4
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