Practicas de Refrigeracion y Aire Acondicionado

INSTITUTO TECNOLOGICO DE ORIZABA DEPARTAMENTO DE METAL-METALICA

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ORIZABA

DEPARTAMENTO DE METAL-MECÁNICA

INGENIERÍA MECÁNICA

MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO.

NOMBRE DEL ALUMNO: _________________________________________ No. DE CONTROL: ________________________________________________

MANUAL DE PRÁCTICAS

REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO


LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA PRACTICA No. 1 "Conocimiento del Equipo para Procesamiento de Aire y Refrigeración" OBJETIVO: El alumno se familiarizará con el equipo para procesamiento de aire y refrigeración en el cual se llevará a la práctica los conocimientos teóricos aprendidos en las clases de psicrometría y refrigeración. DESCRIPCIÓN BÁSICA: El equipo para procesamiento de aire y refrigeración, tiene la finalidad de modificar y controlar la temperatura, humedad y pureza del aire, lo anterior se logra por medios manuales. Todo esto con el fin de que las prácticas realizadas se desarrollen de una manera eficiente y económica. EQUIPO Y MATERIAL: - Equipo para procesamiento de aire y refrigeración. - Sección de medición. - Sección de suministro de aire. - Sección de precalentamiento. - Sección de humidificación. - Sección de postcalentamiento. - Sección de refrigeración.




DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: El instructor explicará el funcionamiento de cada parte componente del equipo para procesamiento de aire y refrigeración. CALCULOS: El alumno elaborará diagramas esquemáticos del equipo, describiendo sus partes y su función. OBSERVACIONES Y COMENTARIOS: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _______________________ ______ CUESTIONARIO: CONCLUSIONES: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _________________ _ CRITERIO DE EVALUACIÓN: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________ _ _______________________ _




LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA PRACTICA No. 2 "Medición de Flujo de Aire" OBJETIVO: El alumno calculará el flujo de aire que circula a través del ducto, con la velocidad del aire y el área del conducto del equipo para procesamiento de aire y refrigeración. DESCRIPCIÓN BÁSICA: En los sistemas de aire acondicionado y refrigeración, se debe conocer la cantidad de flujo de aire que se esta empleando, con el objeto de realizar los balances térmicos. El anemómetro es un instrumento que se usa para determinar la velocidad del aire, ya sea en ductos o rejillas de salida de aire, está constituido por una rueda de viento en miniatura, la cual gira sobre rodamientos que tiene muy poca fricción, haciendo girar la aguja colocada frente a una carátula calibrada que indica el recorrido del aire. EQUIPO Y MATERIAL: - Equipo para procesamiento de aire y refrigeración. - Sección de suministro de aire. - Anemómetro. - Cronómetro. - Flexómetro. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: 1. Verificar que el equipo esté en condiciones de operación. 2. Tomar las dimensiones de la sección transversal del ducto. 3. Energizar el equipo para procesamiento de aire y refrigeración. 4. Energizar la sección de ventilación. 5. Tomar 10 lecturas de la velocidad del aire con el anemómetro. 6. Desenergizar el equipo. MANUAL DE PRÁCTICAS



CALCULOS: 1. Con los datos obtenidos calcular la velocidad promedio y con el valor del área del ducto determinar el gasto del aire que circula por el equipo. 2. Investigar los tipos de instrumentos de medición de flujo de aire, proporcionando características, funcionamiento y diagramas de los mismos. OBSERVACIONES Y COMENTARIOS: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _______________________ ______ CUESTIONARIO: CONCLUSIONES: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _________________ _ CRITERIO DE EVALUACIÓN: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________ _ _______________________ _




LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA PRACTICA No. 3 "Características del Aire atmosférico" OBJETIVO: El alumno determinará experimentalmente las propiedades termodinámicas del aire atmosférico empleando un psicrómetro de onda y otro instalado en el equipo para procesamiento de aire y refrigeración. DESCRIPCIÓN BÁSICA: El aire atmosférico contiene muchos componentes gaseosos así como vapor de agua y contaminantes misceláneos (por ejemplo humo, polen y contaminantes gaseosos). El aire seco existe cuando todo el vapor de agua y los contaminantes han sido eliminados del aire atmosférico. El aire húmedo es una mezcla binaria (dos componentes) de aire seco y vapor de agua. La cantidad de vapor de agua en el aire húmedo varía de cero (aire seco) a un máximo que depende de la temperatura y presión del aire. La condición posterior se refiere a la saturación, que es un estado de equilibrio neutral entre el aire húmedo y la fase de agua condensada. EQUIPO Y MATERIAL: - Equipo para procesamiento de aire y refrigeración. - Sección de medición. - Sección de ventilación. - Anemómetro. - Termómetros (bulbo seco y bulbo húmedo). - Barómetro.




DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: 1. Verificar que el equipo esté‚ en condiciones de operación. 2. Con el barómetro medir la presión atmosférica. 3. Usando el psicrómetro determinar las temperaturas (t = tbs) y (t* = tbh). 4. Energizar la sección de ventilación y tomar las lecturas de (t = t bs) y (t* = tbh) con los termómetros instalados en el ducto. 5. Desenergizar el equipo. CALCULOS: Con los datos de temperatura de bulbo seco (t=t bs), temperatura de bulbo húmedo (t*= tbh) y presión atmosférica p calcular las siguientes características: Presión de vapor (Pws), humedad relativa (φ), humedad absoluta (ds), temperatura de rocío (td) relación de humedad (W), volumen del aire (v) y entalpía (h). OBSERVACIONES Y COMENTARIOS: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _______________________ ______

CUESTIONARIO:




CONCLUSIONES: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _________________ _ CRITERIO DE EVALUACIÓN: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________ _ _______________________ _




LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA PRACTICA No. 4 "Calentamiento Sensible del Aire" OBJETIVO: El alumno comprobará físicamente las variaciones de las propiedades psicrométricas del aire húmedo, cuando a este se le suministra calor a través de una superficie calefactora. DESCRIPCIÓN BÁSICA: El proceso de calentamiento sensible se refiere al proceso de suministrar calor al aire húmedo sin suministro de humedad. Esto puede ocurrir al hacerse pasar aire húmedo a través de una superficie caliente, como la expuesta en un calefactor. Cabe notar que estos procesos son una aplicación de los principios fundamentales de la termodinámica, flujo de fluidos y transferencia de calor, usados en la adaptación a las necesidades requeridas. En conclusión se denomina calor sensible porque la relación de humedad debe ser constante W1 = W2. EQUIPO Y MATERIAL: - Equipo para procesamiento de aire y refrigeración - Sección de suministro de aire - Sección de precalentamiento y postcalentamiento - Termómetros - Anemómetro - Barómetro DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: 1. Verificar que el equipo este‚ en condiciones de operación. 2. Energizar el equipo para procesamiento de aire y refrigeración. 3. Energizar la sección de ventilación. 4. Determinar las condiciones iniciales del aire t y t*. MANUAL DE PRÁCTICAS



5. Energizar la sección de calentamiento. 6. Mantener trabajando el equipo. 7. Tomar lecturas de t y t* cada minuto hasta que se estabilice el sistema. 8. Medir el flujo del aire con un anemómetro. 9. Determinar la presión atmosférica con un barómetro. 10. Desenergizar el equipo. CÁLCULOS: 1. Tabular los datos obtenidos a cada intervalo de tiempo (2 minutos). 2. Una vez estabilizado el sistema, calcular el calor ganado por el aire del inicial y final empleando fórmulas. 3. Representar el proceso en un diagrama psicrométrico y dar las aplicaciones del proceso. OBSERVACIONES Y COMENTARIOS: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _______________________ ______

CUESTIONARIO:








LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA PRACTICA No. 5 "Enfriamiento y Deshumificación del Aire" OBJETIVO: El alumno observará el fenómeno que se presenta cuando el aire es enfriado a una temperatura menor que su temperatura de rocío. DESCRIPCIÓN BÁSICA: En muchos procesos de acondicionamiento de aire, además de enfriarlo es necesario eliminarle humedad para mantener las condiciones requeridas en los mismos. Esta deshumidificación se logra durante el enfriamiento de aire que primero se satura, (Tbs=Tbh= Tr) y al continuar su enfriamiento las temperaturas anteriores descienden. El estado de saturación continúa pero con una energía cada vez menor, hasta que cesa el enfriamiento, ocasionando la condensación del vapor de agua y por lo tanto el contenido de humedad del aire disminuye por lo tanto W2 es menor que W1. EQUIPO Y MATERIAL: - Equipo para procesamiento de aire y refrigeración. - Sección de suministro de aire. - Sección de refrigeración. - Termómetros. - Anemómetro. - Barómetro.




DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: 1. Verificar que el equipo este en condiciones de operación. 2. Energizar el equipo para procesamiento de aire y refrigeración. 3. Energizar la sección de ventilación. 4. Determinar las condiciones iniciales del aire t y t*. 5. Energizar la sección de enfriamiento. 6. Mantener trabajando el equipo. 7. Tomar lecturas de t y t* cada minuto hasta que se estabilice el sistema. 8. Medir el flujo del aire con un anemómetro. 9. Determinar la presión atmosférica con un barómetro. 10. Desenergizar el equipo. CALCULOS: 1. Tabular los datos obtenidos a cada intervalo de tiempo (2 minutos). 2. Una vez estabilizado el sistema, calcular el balance térmico del estado inicial al final empleando fórmulas. 3. Representar el proceso en un diagrama psicrométrico y dar las aplicaciones del proceso. OBSERVACIONES Y COMENTARIOS: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________ ____

CUESTIONARIO:




CONCLUSIONES: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _________________ _

CRITERIO DE EVALUACIÓN: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________ _ _______________________ _




LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA PRACTICA No. 6 "Humidificación del Aire" OBJETIVO: El alumno comprobará físicamente que al hacer pasar aire por una rociadora de agua, causa un efecto de incremento de la humedad de las propiedades psicrométricas del aire. DESCRIPCIÓN BÁSICA: Un proceso Psicrométrico frecuente es el suministro de sólo humedad al aire que pasa a través de una cámara. No se adiciona otro tipo de energía al sistema y la humedad puede agregarse en forma de vapor o de líquido. Se supone que toda la humedad suministrada a la cámara es retenida por el aire que pasa a través de ella. Cuando la humidificación se efectúa con agua, las características del aire resultante dependen de la temperatura a la cual se rocíe el agua, si la temperatura del agua de rociado es mayor que la temperatura del aire, el aire resultante saldrá humidificado y calentado, si la temperatura del agua rociada es menor que la temperatura del aire, el aire resultante saldrá humidificado y enfriado. EQUIPO Y MATERIAL: - Equipo para procesamiento de aire y refrigeración. - Sección de suministro de aire. - Sección de humidificación. - Termómetros. - Anemómetro. - Barómetro.




DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: 1. Verificar que el equipo este en condiciones de operación. 2. Energizar el equipo para procesamiento de aire y refrigeración. 3. Energizar la sección de ventilación. 4. Determinar las condiciones iniciales del aire t y t*. 5. Energizar la sección de humidificación. 6. Mantener trabajando el equipo. 7. Tomar lecturas de t y t* cada minuto hasta que se estabilice el sistema. 8. Medir el flujo del aire con un anemómetro. 9. Determinar la presión atmosférica con un barómetro. 10. Desenergizar el equipo. CALCULOS: 1. Tabular los datos obtenidos a cada intervalo de tiempo (2 minutos). 2. Una vez estabilizado el sistema, calcular el balance térmico del estado inicial al final empleando fórmulas. 3. Representar el proceso en un diagrama psicrométrico y dar las aplicaciones del proceso. OBSERVACIONES Y COMENTARIOS __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _________________________ _____

CUESTIONARIO:




CONCLUSIONES: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _________________ _





LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA PRACTICA No. 7 "Calentamiento y Humidificación del Aire" OBJETIVO: El alumno determinará experimentalmente las condiciones psicrométricas del aire cuando éste es sumergido al proceso de calentamiento y humidificación.

DESCRIPCIÓN BÁSICA: En sistemas de acondicionamiento de aire para invierno, no basta controlar nada más la temperatura de bulbo seco del aire, puesto que hay aplicaciones en las cuales la humedad relativa debe estar dentro de ciertos rangos, y como un calentamiento aumenta la humedad relativa, frecuentemente el aire debe ser calentado, y humidificado, esto se puede lograr con agua atomizada ó con vapor de agua, obteniéndose de esta forma las condiciones deseadas en el medio acondicionado. Dicho proceso se usa en invierno, ya que en esta época es cuando el aire ambiente se encuentra frío y seco. EQUIPO Y MATERIAL: - Equipo para procesamiento de aire y refrigeración. - Sección de suministro de aire. - Sección de precalentamiento y postcalentamiento. - Sección de humidificación. - Termómetros. - Anemómetro. - Barómetro.




DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: 1. Verificar que el equipo este en condiciones de operación. 2. Energizar el equipo para procesamiento de aire y refrigeración. 3. Energizar la sección de ventilación. 4. Determinar las condiciones iniciales del aire t y t*. 5. Energizar las secciones de precalentamiento, postcalentamiento y humidificación. 6. Mantener trabajando el equipo. 7. Tomar lecturas de t y t* cada minuto hasta que se estabilice el sistema. 8. Medir el flujo del aire con un anemómetro. 9. Determinar la presión atmosférica con un barómetro. 10. Desenergizar el equipo. CALCULOS: 1. Tabular los datos obtenidos a cada intervalo de tiempo (2 minutos). 2. Una vez estabilizado el sistema, calcular el balance térmico del estado inicial al final empleando fórmulas. 3. Representar el proceso en un diagrama psicrométrico y dar las aplicaciones del proceso. OBSERVACIONES Y COMENTARIOS __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ___________________________ ___

CUESTIONARIO:




CONCLUSIONES: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _________________ _





LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA PRACTICA No. 8 "Propiedades de los refrigerantes" OBJETIVO: El alumno determinará experimentalmente las propiedades de los refrigerantes usados en los sistemas de refrigeración. DESCRIPCION BASICA: En general un refrigerante es cualquier sustancia o cuerpo que actúa como agente de enfriamiento absorbiendo calor de otro cuerpo o sustancia. Los refrigerantes son los fluidos de trabajo de los sistemas de refrigeración, aire acondicionado y bombas de calor, éstos absorben el calor de un área, tal como espacios de aire acondicionados, y lo rechazan en otro lugar tal como el aire libre, usualmente a través de evaporación y condensación respectivamente. Estos cambios de fase ocurren tanto en los sistemas de refrigeración por absorción como en los sistemas de compresión de vapor mecánicos, pero no ocurren estos cambios en sistemas que operan en ciclos que usan un fluido como el aire, el diseño de un equipo de refrigeración depende fuertemente de las propiedades del refrigerante seleccionado. Un refrigerante ideal para usarse en los sistemas de refrigeración debería tener como mínimo las siguientes características: 1.- Las presiones de evaporación deberán ser positivas, 2.- las presiones de condensación deberán ser moderadamente bajas, 3.- La temperatura crítica será relativamente baja, 4.- La temperatura de congelación deberá ser baja, 5.- Deberá tener un costo bajo, 6.- Deberá tener un alto calor latente de vaporización, 7.- Deberá ser inactivo y estable químicamente, 8.- deberá tener alta resistencia dieléctrica del vapor, 9.- deberá tener buenas características de transferencia de calor, 10.- No deberá ser tóxico.




EQUIPO Y MATERIAL: - Equipo para procesamiento de aire y refrigeración. - Sección de refrigeración. - Tanque con refrigerante 11. - Tanque con refrigerante 12. - Tanque con refrigerante 22. - Tanque con refrigerante 134a. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: 1. Indicar en el sistema de refrigeración los elementos que contienen el refrigerante. 2. Identificar las propiedades físicas de los refrigerantes 11, 12, 22 y 134a. 3. Determinar las temperaturas y presiones de los refrigerantes 11, 12, 22 y 134a. CALCULOS: 1. Con la temperatura y presión de cada refrigerante determinar sus propiedades termodinámicas usando las tablas correspondientes y dar las aplicaciones de cada refrigerante.

OBSERVACIONES Y COMENTARIOS __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ____________________________ __ CUESTIONARIO:




CONCLUSIONES: __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _________________ _





LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA PRACTICA No. 9 "Análisis Termodinámico del ciclo mecánico de refrigeración teórico" OBJETIVO: El alumno analizará los fenómenos que se presentan en el refrigerante en cada uno de los componentes del ciclo mecánico de refrigeración teórico. DESCRIPCION BASICA: La refrigeración es un proceso para obtener y mantener un espacio determinado, a una temperatura menor con respecto a la temperatura del medio ambiente. En este proceso de refrigeración mecánica teórico (saturado) se supone que el líquido refrigerante que sale del condensador es un líquido saturado y el vapor que sale del evaporador es un vapor saturado. EQUIPO Y MATERIAL: - Equipo para procesamiento de aire y refrigeración. - Sección de suministro de aire. - Sección de refrigeración. - Múltiple de manómetros. - Termómetros. - Anemómetro. - Barómetro. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: 1. Verificar que el equipo este en condiciones de operación. 2. Instalar el múltiple de manómetros en la sección de refrigeración. 2. Energizar el equipo para procesamiento de aire y refrigeración. 3. Energizar la sección de ventilación. 4. Determinar las condiciones iniciales del aire Tbs y Tbh . MANUAL DE PRÁCTICAS



5. Energizar la sección de enfriamiento. 6. Mantener trabajando el equipo. 7. Tomar lecturas de Ps y Pd del refrigerante hasta que se estabilice el sistema. 8. Medir el flujo del aire con un anemómetro. 9. Determinar la presión atmosférica con un barómetro. 10. Desenergizar el equipo. CALCULOS: 1. Tabular los datos obtenidos a cada intervalo de tiempo (1 minuto). 2. Una vez estabilizado el sistema, calcular el balance térmico saturado del sistema de refrigeración. 3. Trazar el proceso sobre los diagramas T-S y P-h para refrigerante 12.

OBSERVACIONES Y COMENTARIOS __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ____________________ _________

CUESTIONARIO:








LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA PRACTICA No. 10 "Análisis Termodinámico del ciclo mecánico de refrigeración real" OBJETIVO: El alumno analizará los fenómenos que presentan en cada uno de los elementos del ciclo mecánico de refrigeración real. DESCRIPCION BASICA: La refrigeración es un proceso de obtener y mantener en un espacio determinado, una temperatura menor con respecto a la temperatura del medio ambiente. En este proceso de refrigeración mecánica real (subenfriado y sobrecalentado) se supone que el líquido refrigerante que sale del condensador es un líquido subenfriado y el vapor que sale del evaporador es un vapor sobrecalentado. EQUIPO Y MATERIAL: - Equipo para procesamiento de aire y refrigeración. - Sección de suministro de aire. - Sección de refrigeración. - Múltiple de manómetros. - Termómetros. - Anemómetro. - Barómetro. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: 1. Verificar que el equipo este en condiciones de operación. 2. Instalar el múltiple de manómetros en la sección de refrigeración. 2. Energizar el equipo para procesamiento de aire y refrigeración. 3. Energizar la sección de ventilación. MANUAL DE PRÁCTICAS



4. Determinar las condiciones iniciales del aire Tbs y Tbh . 5. Energizar la sección de enfriamiento. 6. Mantener trabajando el equipo. 7. Tomar lecturas de Ts , Td , Ps y Pd cada minuto hasta que se estabilice el sistema. 8. Medir el flujo del aire con un anemómetro. 9. Determinar la presión atmosférica con un barómetro. 10. Desenergizar el equipo. CALCULOS: 1. Tabular los datos obtenidos a cada intervalo de tiempo (1 minuto). 2. Una vez estabilizado el sistema, calcular el balance térmico real del sistema de refrigeración. 3. Trazar el proceso sobre los diagramas T-S y P-h para refrigerante 12. OBSERVACIONES Y COMENTARIOS __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ____________________________ __

CUESTIONARIO:

CONCLUSIONES: MANUAL DE PRÁCTICAS



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Practicas de Refrigeracion y Aire Acondicionado

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