Maquina termica

download Maquina termica

of 16

  • date post

    03-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    3.193
  • download

    0

Embed Size (px)

description

Practica 10 de Principios de termodinámica.

Transcript of Maquina termica

  • 1. Prctica 7Ciclo de refrigeracin por lacompresin de un vapor Brigada 2Aranzazu Karina PriscilaIsabelLaboratorio de Principios deTermodinmica y Electromagnetismo.

2. Prctica nmero 7 Ciclo de refrigeracin por la compresin de un vaporObjetivos a) Identificar las partes que componen el ciclo bsico de refrigeracin por compresin de unvapor. b) Identificar y cuantificar los flujos energticos en los procesos que forman el ciclomencionado en el punto anterior. c) Determinar el coeficiente de operacin de una bomba de calor funcionando comorefrigerador. d) Comprender, a partir del anlisis de un ciclo de refrigeracin, algunas limitantes fsicasque establece la segunda ley de la termodinmica. e) Analizar el funcionamiento de un ciclo termodinmico con un proceso irreversible, yrepresentarlo en el diagrama (v,P) con ayuda de la curva conocida como campana desaturacin.Marco TericoDeposito trmicoUn depsito trmico es el componente del sistema de calefaccin solar responsable por elalmacenaje del agua caliente. Gracias al depsito trmico, es posible consumir agua calientealmacenada en cualquier momento, independiente del horario. El depsito trmico est fabricadoen su mayora de acero inoxidable, aislamiento trmico progresivo en PU expandido rgido,cubierta externa de aluminio naval y pies/cintas de acero carbono revestida con pinturaanticorrosivaDepsito de energa trmica o foco trmico: cuerpo con una gran capacidad de energa trmica(masa x calor especfico) que puede suministrar o absorber cantidades finitas de calor sin quesufra ningn cambio de temperatura. Ejemplos: ocanos, mares, la atmsfera, hornosindustriales, etc.Depsito de energa trmica o foco trmico: cuerpo con una gran capacidad de energa trmica(masa x calor especfico) que puede suministrar o absorber cantidades finitas de calor sin quesufra ningn cambio de temperatura. Ejemplos: ocanos, mares, la atmsfera, hornos industriales,etc. Fuente: depsito o foco que suministra energa en forma de calor. 3. Sumidero: depsito o foco que absorbe energa en forma de calor.5.2 Mquinas trmicasMquina trmica: dispositivo que convierte calor en trabajo. Las mquinas trmicas difierenconsiderablemente unas de otras, pero todas se caracterizan por: 1. Reciben calor de una fuente de alta temperatura. 2. Convierten parte de este calor en trabajo. 3. Liberan calor en un sumidero de baja temperatura. 4. Operan en un ciclo. Las mquinas trmicas y otros dispositivos cclicos suelen incluir un fluido al y desde el cual el calor se transfiere energa mientras se somete a un ciclo: fluido de trabajo. 4. BOMBAS DE CALORUna bomba de calor es un aparato cuyo funcionamiento se basa en la termodinmica. Consiste entransportar energa en forma de calor de un ambiente (que puede ser aire, agua o suelo) a otro.Este proceso se genera a travs del cambio de estado de gas a lquido de un fluido refrigerante pormedio de la temperatura ambiente y con ayuda de un compresor.Las bombas de calor son empleadas en equipos de climatizacin, en este caso, para aportar calor ocalentar agua sanitaria, aunque tambin hay bombas de calor que funcionan con un ciclo inverso,es decir, que aportan fro al local. En esta caso estamos hablando de bomba de calor reversible(ver ms sobre la bomba de calor reversible).La ventaja de usar la bomba de calor reside en su capacidad de suministrar ms energa til (enforma de calor) de la que utiliza para su funcionamiento (energa elctrica), pudiendo llegar aproducir un ahorro del 70% respecto a un sistema de calentamiento tradicional como gas,electricidad o gasleo.Rendimiento o eficiencia trmica:Obviamente 0 1. Una mquina trmica perfecta =1.Coeficiente de operacinFigure 28: Operacin de un refrigerador de CarnotPROCESOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLES 5. Los procesos se pueden clasificar en reversibles e irreversibles. El concepto de proceso reversiblenos permite reconocer, evaluar y reducir las irreversibilidades en procesos reales en la ingeniera.Un proceso reversible es aquel que puede invertirse sin modificar el entorno, es decir, tanto elsistema como los alrededores regresan a sus estados iniciales al final del proceso inverso. Esto sloes posible si el intercambio de calor y trabajo neto entre el sistema y el entorno es cero para elproceso combinado (original e invertido). Los procesos que no son reversibles son conocidos comoirreversibles. realidad, los procesos reversibles no suceden en la naturaleza. Son meras idealizaciones cuyoEninters se debe a: (1) son fciles de analizar gracias a que un sistema pasa por una serie de estadosde equilibrio y (2) sirven como modelos ideales con los cuales pueden compararse los procesosreales. factores que ocasionan la irreversibilidad de un proceso se llaman irreversibilidades. LosEntre ellos estn la friccin, la expansin libre de un gas, la mezcla de dos gases, la transferenciade calor debida a una diferencia finita de temperaturas, la resistencia elctrica, la deformacininelstica de slidos y las reacciones qumicas. La presencia de cualquiera de estos efectosproduce un proceso irreversible.ENUNCIADO DE KELVIN-PLANCKEs imposible para cualquier dispositivo que opera en un ciclo recibir calor de un solo depsito yproducir una cantidad neta de trabajo.Es decir, para mantenerse en operacin una mquina trmica debe intercambiar calor tanto conun sumidero de baja temperatura como con una fuente de alta temperatura.Este enunciado tambin puede expresarse como: ninguna mquina trmica puede tener unaeficiencia trmica del 100%.ENUNCIADO DE CLAUSIUSEs imposible construir un dispositivo que opera en un ciclo y cuyo nico efecto sea producir latransferencia de calor de un cuerpo de temperatura ms baja a un cuerpo de temperatura msalta.En definitiva, este enunciado nos dice que no es posible transferir calor de un cuerpo fro a unocaliente sin realizar un trabajo a cambio.