UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Laboratorio de Termodinámica Cuestionario previo: 12 Análisis energético en un compresor
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Nombre: Ángeles Ortiz Daniel Grupo de Teoría: 16 Grupo de Laboratorio: 4 Equipo: 2 Fecha de entrega: 07/05/2018
1. ¿Qué es una máquina térmica y una bomba de calor?
Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamente al atravesar la máquina. La bomba de calor es una máquina frigorífica que toma calor de un espacio frío y lo transfiere a otro más caliente gracias a un trabajo aportado desde el exterior 2. Dibuje un esquema de una máquina térmica y de una bomba de calor, indicando los flujos energéticos involucrados.
3. ¿Qué es un compresor y qué tipos de compresores se utilizan industrialmente?
El compresor es una máquina o dispositivo que reduce el aire con unas específicas condiciones y lo impulsa con una presión superior a la de entrada. Además, es posible definir como una máquina de funcionamiento alternativo o rotatorio que tiene como propósito la compresión de un fluido que por lo general se trata de aire, para emplear su fuerza de expansión de forma indicada y transmitida a la zona más adecuada. Los compresores se clasifican de acuerdo a la forma de tr abajo. Los más empleados son los de embolo, porque son económicos, pero presentan una dificultad y es que generan mucho ruido. Otra clase son los giratorios o rotativos más modernos y producen menos ruido. 4. Investigue las características del refrigerante R-134a.
5. Escriba la ecuación de la primera ley de la termodinámica aplicada a un ciclo y explique cada uno de sus términos.
6. Con base en la primera ley de la Termodinámica escriba la ecuación que permita calcular el trabajo que requiere el compresor adiabático para su funcionamiento.
7. Escriba la ecuación del balance de entropía en un compresor y explique cada uno de sus términos.
8. Investigue y explique qué es la eficiencia, la eficiencia mecánica, la eficiencia térmica y la eficiencia adiabática.
El rendimiento o eficiencia de una máquina térmica es la relación entre la energía que deseamos obtener de dicha máquina (trabajo realizado) y la energía consumida en su funcionamiento (energía suministrada). La eficiencia mecánica bruta se define como la proporción del trabajo mecánico realizado respecto de la energía global invertida. EFICIENCIA TÉRMICA . Es la medida del rendimiento de una máquina térmica y se define como la relación entre el trabajo neto obtenido y el calor suministrado al fluido de trabajo. La eficiencia isentrópica (también llamada eficiencia adiabática o global) puede describirse como el cociente entre el trabajo real y el teórico del compresor para producir una capacidad dada (pcm).
9. Investigue y escriba la ecuación que se aplica para calcular la eficiencia adiabática en un compresor.
10. Dibuje los diagramas termodinámicos (s, T), (h, P) y (v, P) para una máquina de refrigeración.
Ángeles Ortiz Daniel
Determinamos el valor del coeficiente de Joule y de Thomson para agua en un proceso isoentálpico a través del generador de vapor en laboratorio, obteniendo así un coeficiente en todos los casos mayor a la nulidad, por lo que podemos inferir según la teoría que el vapor se enfría a la salida, sin embargo cabe destacar que nuestro experimento pudo ser susceptible a error puesto que no fue un proceso puramente adiabático, presentando perdidas de calor hacia el ambiente al salir de la tubería lo que pudo alterar las lecturas. En la práctica se tomó como fluido el vapor de agua. Cuando al agua se le agrega energía calorífica, varían su entalpía y su estado físico. A medida que tiene lugar el calentamiento, la temperatura del fluido aumenta y por lo regular su densidad disminuye. La rapidez de la vaporización depende de la velocidad con la cual se transmite el calor al agua. Obtuvimos la calidad del vapor del generador de vapor a la salida para nuestro experimento, obteniendo así un promedio de calidad del 96.5% por evento con un error experimental del 3.8% Este comportamiento se aplica en la industria para licuar un gas, por ejemplo, el aire. Para ello primero se enfría el gas ya sea por contacto con otro más frío o por expansión adiabática, y luego se lo deja expandir a través de un estrangulamiento. La disminución de presión y el descenso de temperatura provocado por este efecto, produce la licuefacción del gas.
