Prob Refrigeracion123

Termodinámica Aplicada a la Ingeniería Química

Problemas Tema 9 Refrigeración

9.1. Se comprime Freón 12 desde 200 kPa (vapor saturado) hasta 1 MPa en un compresor con un rendimiento del 80%. La temperatura de salida del condensador es 40ºC. Calcular el COP y el flujo másico de refrigerante para 100 ton (3.52 kW) de refrigeración. Solución: COP = 3.02; mREF = 3.27 kg/s

9.2. Durante el desarrollo de una prueba de una bomba de calor que utiliza refrigerante KLEA 134a se han realizado las siguientes medidas: Condiciones atmosféricas: Presión = 749 mm Hg Temperatura = 20.8ºC Consumo eléctrico = 371 W KLEA 134a: Flujo másico: 5.0 g/s Presión de admisión del compresor:263 kPa Presión de salida del compresor: 1000 kPa Temperatura de admisión al compresor (T1) = 14.6ºC Temperatura de salida del compresor (T2) = 69.8ºC Temperatura de salida del condensador (T3) = 26.5ºC Temperatura de entrada al evaporador (T4) = 9.3ºC Agua: Flujo másico = 13.0 g/s Temperatura de entrada al condensador (T5) = 18.0ºC Temperatura de salida del condensador (T6) = 36.6ºC Determinar: (a) Coeficiente de operación (b) Calidad del vapor a la entrada del evaporador (c) Eficacia isotentrópica del compresor (d) Flujo volumétrico a la salida del compresor (e) Pérdidas térmicas en el compresor NOTA: Las presiones son relativas a la atmosférica. 9.3. Un sistema con dos etapas de refrigeración funciona entre las presiones de alta, 1.6 MPa, y de baja, 100 kPa. Si el flujo másico de Freón 12 en la etapa de baja presión es 0.6 kg/s. determinar: (a) La capacidad de refrigeración en ton (b) El coeficiente de operación (c) El flujo másico de agua para enfriar el Freón 12 en el condensador si la diferencia de temperaturas para el agua es TW = 15ºC Solución: (a) 22.2 ton; (b) COP = 2.04; mw = 1.86 kg/s

Termodinámica Aplicada a la Ingeniería Química

Problemas Tema 9 Refrigeración

9.4. Una bomba de calor utiliza agua subterránea a 12ºC como fuente de energía. Si la energía térmica proporcionada por la bomba de calor es 60 MJ/h, estímese el mínimo flujo másico necesario de agua subterránea si el compresor funciona con Freón 12 entre las presiones de 100 kPa y 1 MPa. Calcúlese también la potencia mínima consumida por el compresor en hp. Solución: mw = 0.234 kg/s; wC =6.57 hp

9.5. Al compresor de un refrigerador entra refrigerante R-134a como vapor sobrecalentado a 0.14 MPa y -10ºC a una tasa de 0.05 kg/s, y sale a 0.8 MPa y 50ºC. El refrigerante se enfría en el condensador a 26ºC y 0.72 MPa, y se estrangula a 0.15 MPa. En estas condiciones, determinar: (a) Capacidad de refrigeración (en kW) (b) La potencia suministrada al compresor (en hp) (c) La eficacia isoentrópica del compresor (d) El coeficiente de operación del refrigerador Solución: (a) 7.88 kW; (b) 2.05 kW; (c) 0.919; (d) 3.84

9.6. Un ciclo ideal de refrigeración, que utiliza amoniaco, tiene una capacidad de refrigeración de 10 ton. Si funciona entre las presiones de saturación de -10 y 120ºF, determinar: (e) El coeficiente de operación (f) La potencia suministrada al compresor (en hp) (g) El flujo volumétrico de refrigerante que entra al compresor Solución: (a) COP = 2.54; (b) wC =18.5 hp; (c) mREF = 0.892 ft3/s