Trabajo Final Termograf

7/17/2019 Trabajo Final Termograf

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La refrigeración tiene un amplísimo campo

en lo que respecta a la conservación de

alimentos (Barcos congeladores de pescado

en alta mar, plantas refrigeradoras de

carnes y verduras), productos farmacéuticos

y materias para la industria (Plantas

productoras de hielo, unidades de

transporte de productos congelados,

barcos, aviones, trenes, camiones, etc), en

sistemas de acondicionamiento de aire y

calefacción, etc

SIMULACIÓN DE UNCICLO DEREFRIGERACIÓN PORCOMPRESIÓN DE VAPORUTILIZANDO TERMOGRAF.7.

Arregocez De la CruzAldairBeleño Molina DanielCastañeda GarcíaMiguel Olivero ÁvilaLeidyRipoll Sierra an!el



INTRODUCCIÓN.

Refrigeració !"r c"#!re$ió.

!s un método de refrigeración que consiste en for"ar mec#nicamente la circulación

de un refrigerante en un circuito cerrado creando "onas de alta y ba$a presión con elpropósito de que el fluido absorba calor en el evaporador y lo ceda en el

condensador

A%STRACT.

%ooling is a method consisting in mechanically forcing the circulation of a coolant in

a closed circuit by creating areas of high and lo& pressure in order to absorb heat

from the fluid in the evaporator and the condenser yield

E&ERCICIO PROPUESTO

'n ciclo de refrigeración, en cuyo evaporador se transfiere un flu$o de calor de

*+s -unciona con refrigerante ./a que entra al compresor adiab#tico como vapor

saturado a 0/ bar, y sale a 1 bar y 23% !l fluido a la salida del condensador es

líquido saturado a 1 bares, determine4

5) -lu$o m#sico en *gmin



B) Potencia de entrada en 67

%) %oeficiente del calor transferido en el evaporador entre el traba$o del

compresor

SOLUCIÓN ANAL'TICA DEL E&ERCICIO.

PAR(METROS DE ENTRADA.

!stado 8 vapor saturado9 P8 0/ Bar

!stado 08 P8 1 Bar, :8 23%

!stado .8 Líquido saturado9 P8 1 Bar

!stado /8 (Por determinar)

%alor suministrado al evaporador de 6+s

ESTADO )

;<apor saturado= (tabla 5>0 %engel)

P 8 0/ 6pa

: 8 >?.13%8 02@,@@ 6

< 8 <g81.1A@ m. 6g

h8hg 8 0/@01 6+6g

'8'g 8 00@,/ 6+6g

8g8 ,A./?1 6+6g6

ESTADO *

;<apor sobrecalentado= (:abla 5>. %engel)

P0 8 1 6pa

:0 8 2 3% 8 ...,? 6

<0 8 0AA@. m. 6g

h0 8 0A21 6+6g

'0 8 0@0,1. 6+*g

0 8, 6+ 6g6

ESTADO +

;Líquido saturado= (tabla 5>0 %engel)

P0 8 P.8 1 6pa

:. 8 .. 3% 8 ./,/2 6

<. 8 <f. 8 1/?1m. 6g

h.8hf. 8 A?/@ 6+6g '. 8 'f. 8 A/,@A 6+*g



. 8 f. 8 A/,@A 6+*g

ESTADO ,

!st# en Ce"cla, procedemos a hallar la calidad4

x=hs−hf

hfg x=

95.47 KJ / Kg−44.66 KJ / Kg

202.62 KJ / Kg

x=0.250764

5hora4</8 @20 D (0?@2/) (1.1A@>@20)</8 02A m.*g:eniendo la calidad se calculan de la misma forma las propiedades

energía interna y entropía, teniendo de manera general4

P/ 8 P 8 0/ 6pa

:/ 8 :sat 8 >?,.13% 8 02@,@@ 6 >E :abla 5>0 %engel

</ 8 02A m. 6g

h/8 h. 8 A?/@ 6+6g >E Proceso Fsoent#lpico

'/8 A,..@ 6+ *g

/ 8 ,.2@1?2 6+*g6

%ALANCE DE ENERG'A EN EL EVAPORADOR.

∑ Q+∑ W +∑ m¿θ¿−∑ mout θout =dE

dt

Gonde no eHiste traba$o, el cambio de la energía en el tiempo permanece

constante y el flu$o m#sico de entrada es el mismo de salido, quedando4

Qevap=¿ m(hs−hs)

Gespe$ando el flu$o m#sico4

m=Q evap

(hs−hs)

e obtiene al reempla"ar dichos valores4



m=0.065871 k g

s =3.9523

k g

min

%ALANCE DE ENERG'A DEL COMPRESOR.

W comp= m (hs−he )

W comp=0.065871 KJ

kg (296.81 KJ

kg −247.28

KJ

kg )

W comp=3.2626 KJ

s

COEFICIENTE DEL CALOR TRANSFERIDO EN EL EVAPORADOR ENTRE

EL TRA%A&O DEL COMPRESOR.

Q evap

W comp=

10 KJ /s

3,2626 KJ / s=3.065

%ALANCE DE ENERG'A EN EL CONDENSADOR.

%omo aneHo se tiene el calor que cede el condensador, con fines de

interpretación

Qcond=¿ m(hs−he)

Q cond=¿ (, 2?1@ 6gs) (95,47

KJ

kg −

296,81 Kj

Kg )

Qcond=−13 ,2622 KJ /kg

TERMOGRAF 5.7



%on la ayuda de este soft&are de simulaciones termodinamicas, nos pusimos en la

tarea de resolver el e$ercicio antes descrito, los resultados obtenidos fueron los

siguientes4

PARA LOS ESTADOS )-* DEL CICLO

PARA LOS ESTADOS +-, DEL CICLO



ESTADOS *-+ DEL CICLO

ESTADOS ,-) DEL CICLO



TA%LA GENERAL DE PRIPIEDADES CALCULADAS/ ARRO&ADA POR EL SOFT0ARE

DISCUSIÓN 1 AN(LISIS DE RESULTADOS.

!n la siguiente tabla mostramos el porcenta$e de error obtenido entre los datosarro$ados por el soft&are y los datos analíticos

Pr"!ie2a2 E$3a2"

M43"2"

P"rce3ae 2e err"r Aa63ic" Si#86ació

E3a6!a 9:&;:g<

) *,7/*= *,,/>=, ?/>+7

* *>@/=) *>,/+*7 ?/=,,

+ >5/,7 >+/=@5@ )/7?>

, >5/,7 >+/=@5@ )/7?>

E3r"!a9:&;:g.:<

) ?/>+,5= ?/>*5,* ?/>>?

* )/?)) )/??** ?/=7=



+ ?/+5,?, ?/+,=* )/@77

, ?/+@7=5 ?/+@)?= )/=75

Para esta tabla reali"amos el mismo an#lisis, pero considerando otras propiedades4

F"r#a 2e eerga

M43"2"

P"rce3ae 2e err"r

Aa63ic" Si#86ació

Traa" c"#!re$"r 9:&;$< +/*@* +/*5?*) ?/+@+

Ca6"r EBa!"ra2"r 9:&;$< )? >/>5,)> ?/,@?

Ca6"r C"2e$a2"r 9&;$< -)+/*@* -)+/*?,, ?/,+@

La fórmula utili"ada para el c#lculo de errores fue4

%error= valor termograf −valor analitico

valor termograf

La discrepancia entre los valores obtenidos por los dos métodos radica en losvalores de las tablas termodin#micas usadas Para mayor precisión le

otorgamos mayor veracidad a los valores suministrados por el programa

termograf ?@

!n la siguiente captura de pantalla se nota la presencia de las líneas

punteadas en los procesos >0, y para el proceso .>/, esto quiere decir queen y 0 es un procesos irreversible y para . y / es un proceso isoent#lpico



!ste cuadro de dialogo aparece cuando se quiere cambiar la temperatura del

estado 0, para arreglar esta situación se debe cambiar la forma en la cual se

lleva el proceso >0 a un estado irreversible, debido a que se muestra un

cambio importante en la entropía del sistema, y el programa por defecto

interpreta que es un sistema reversible

CONCLUSIONES.



%abe aclarar que esto lo hacemos porque a la hora de simular un proceso real

no podemos afirmar que un compresor es isoentropico, porque de una manera

u otra, siempren habr#n pérdirdas de eficiencia

e logró entender claramente la resolución del problema, ba$o las leyes

termodin#micas aprendidas hasta el momento

e dio una idea clara de cómo se utili"a el programa :!ICJKI5- ?@, con la

aclaración de los detalles eHplicados en su propio funcionamiento

%on respecto a los resultados se aprecia una pequea variación de los datos

obtenidos, lo cual nos da la certe"a de un futuro utili"ar el soft&are para

resolver problemas de este estilo, y de igual forma busca alternativas de

solución para otros problemas

Luego de anali"ar los resultados arro$ados por el soft&are,

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