UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA
Escuela Académico Profesional de Ingeniería Mecánica INFORME DE REFRIGERACION Y ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE
ALUMNOS: CHAVEZ HUINGO MARIANO ANTONIO ORDINOLA PAIRAZAMAN FREDDY PEÑA HILARIO ARTURO CURSO: REFRIGERACION Y ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE DOCENTE: ING. CHERO BALLENA JOSE CICLO: IX CICLO, 2016 - I FECHA: 17 DE MAYO DE 2016
INFORME DE LABORATORIO REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO 1. Objetivos de la práctica 1.1 General: Evaluar el ciclo de refrigeración por compresión de Vapor con Refrigerante 134A 1.2 Objetivos Específicos: Visualizar el proceso de Refrigeración por compresión de R-134ª bajo condiciones reales de funcionamiento.
Determinar la capacidad de refrigeración Determinar el trabajo del compresor Determinar el COP ideal Determinar el COP experimental o real Determinar el máximo COP del ciclo de refrigeración Representar en forma gráfica las condiciones de funcionamiento del ciclo.
2. Equipos y Materiales utilizados - Termómetro - Voltímetro - Pinza Amperimétrica - Vaso con agua - Instalación que simule un refrigerador domestico
3. Procedimiento Experimental 3.1 Pre Laboratorio: Antes de empezar la práctica reconocimos los equipos que utilizaríamos con el profesor encargado, equipos tales como voltímetro, termómetros y pinza amperimétrica. Luego de revisar los equipos a utilizar pasamos a ver las medidas que tomaríamos y en los puntos en que lo haríamos, en esta parte identificamos la partes de un refrigerador x donde circula el refrigerante tales como el compresor, la válvula de expansión, el condensador y el evaporizador, viendo así el circuito q recorre el refrigerante y las diferentes etapas y cambios q sufre en cada parte de su recorrido. 3.2 Práctica: Una vez arranca el equipo de refrigeración por compresión de vapor tomamos las medidas iniciales en los puntos identificados al comienzo de la práctica que son: punto número 1 en la entrada del compresor, número 2 en la salida del compresor, número 3 en la salida del condensador y número 4 en la entrada del evaporizador. También tomamos medidas de la presión en la entrada y la salida del compresor, luego medimos la intensidad de corriente y por último la temperatura del agua dentro del vaso q se encuentra dentro del sistema de refrigeración por compresión de vapor. Teniendo esto calculamos un intervalo de 8 minutos entre cada toma de medidas haciendo un total de 10 tomas dándonos así los datos necesarios para realizar este informe. Identificamos los equipos a usar y describimos los componentes ubicados en nuestro simulador de refrigerador doméstico. Evaporador
Condensador
Compresor
Válvula de expansión
3.3 Reportes: Con los datos experimentales obtenidos en la práctica graficamos el ciclo de refrigeración basado en las condiciones del experimento (P-h) y luego graficamos en el mismo diagrama el ciclo de refrigeración ideal para luego calcular los COP en ciclos real y teórico, con esto calcular el máximo COP del ciclo de refrigeración. Estos datos se encuentran plasmados más adelante en el punto 6 de este informe. Los datos experimentales dicen y sugieren que a la salida del condensador la temperatura es mayor lo cual realmente es falso, lo que nos lleva a pensar que la toma de datos se ha realizado con un error el cual se ve reflejado en esta incoherencia termodinámica, luego tenemos que tratar los datos con cuidado para no aumentar el error que se presentara.
Linea azul: indica el proceso según los datos obtenido Línea verde indica e l proceso real que se da en este ciclo de refrigeración
Diagrama T-s, contradicción de los resultados tomados en laboratorio
Diagrama P- h del ciclo de refrigeración real
Diagrama P-h de un ciclo real transpuesto con el diagrama P-h de un ciclo ideal
Presentación de los datos experimentales obtenidos en laboratorio N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
HORA 04:20 04:34 04:42 04:50 04:58 05:06 05:14 05:22 05:30 05:38
T1 (°C) 19.5 17 17 19 20 20 21 19 21 20
T2(°C) 51 50 50 54 56 55 56 53 54 53
T3(°C) 23 23 24 23 22.5 24 21.5 23 21 22.5
T4(°C) 11.5 15 16 17 20 18 18 16 16 16
PA(Psi) 120 117 116 117 117 116 115 113 114 110
PB(Psi) 1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
I(A) 0.775 0.757 0.762 0.75 0.758 0.752 0.75 0.738 0.724 0.725
V(V) 227 227 229 224 226 225 223 226 228 221
T Vaso (°C) 0 0 -10 -13 -1 -1 -1 -2 -2 -2
3.4 Post-laboratorio, Evaluación de la práctica de los conceptos básicos, discusión de los resultados de la práctica e interpretación de los resultados e interpretación gráfica de los resultados obtenidos de la práctica. Interpretación de graficas: Los diagramas realizados muestran claramente las diferencias que existen entre un ciclo real y un ciclo ideal, las condiciones más importantes son las que se ven en el proceso de compresión que idealmente se considera isentropico el cual solo es aplicable para condiciones prácticas. *En el proceso de compresión 1->2 el fluido refrigerante pasa del nivel de presión del evaporador al condensador previamente este absorbe calor en la zona del evaporador para después perderlo en la zona del condensador.
Reversibilidad en un compresor, entropía variable, comparada con una compresión isentropica
* Es importante resaltar también el recalentamiento que se da al fluido refrigerante para asegurar que este ingrese al proceso de compresión sin humedad porque este perjudicaría al compresor negativamente en erosiones en las camisas interiores del cilindro, el pistón, etc. El cual no es apreciado en un ciclo de refrigeración ideal.
Ideal Sin Recalentamiento
Real, Con Recalentamiento
*Otro proceso importante es la caída de presión que se aprecia a lo largo del proceso de refrigeración el cual es apenas notable en un ciclo real de refrigeración, pero no es considerado en un ciclo ideal de refrigeración porque estas caídas de presión son irrelevantes.
Ciclo ideal, sin caída de presión a lo largo del proceso de refrigeración
Ciclo real con caída de presiona lo largo de todo el proceso de refrigeración
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Fundamento Teórico: Esquemas y Diagramas T – s CICLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR. En el proceso de compresión de vapor se realizan modificaciones al ciclo de Carnot basados en las siguientes consideraciones: • En el proceso de compresión, el fluido de trabajo solo debe estar en la fase de vapor. • Para expansionar el refrigerante es recomendable utilizar un dispositivo más económico y con cero mantenimientos (válvula de estrangulamiento o tubo capilar). • La temperatura de condensación no debe limitarse a la zona de saturación. Muchos aspectos imprácticos asociados con el ciclo invertido de Carnot, se eliminan al evaporar el refrigerante completamente antes de que se comprima y al sustituir la turbina con un dispositivo de estrangulamiento, tal como una válvula de expansión o tubo capilar Principio de funcionamiento de los principales dispositivos del sistema de refrigeración. Evaporador: Se transfiere calor (absorbe) de la región fría al refrigerante, que experimenta un cambio de fase a temperatura constante. Para que la transferencia de calor sea efectiva, la temperatura de saturación del refrigerante debe ser menor que la temperatura de la región fría. Condensador: El refrigerante se condensa al ceder calor a una corriente externa al ciclo. El agua y el aire atmosférico son las sustanciales habituales utilizadas para extraer calor del condensador. Para conseguir que se transfiera calor, la temperatura de saturación del refrigerante debe ser mayor que las temperaturas de las corrientes atmosféricas. Compresor: Para alcanzar las condiciones requeridas en el condensador logrando la liberación del calor desde el sistema al ambiente, es necesario comprimir el refrigerante de manera de aumentar su presión y en consecuencia su temperatura (generalmente temperaturas de sobrecalentamiento), los requerimiento de potencia de entrada depende de las necesidades de enfriamiento. Válvula de estrangulamiento: Liberado el calor en el condensador es necesario revertir el proceso del compresor de manera de obtener bajas temperatura al disminuir la presión (estrangular), logrando las condiciones requeridas en el evaporador. Influencia de las irreversibilidades en el compresor El proceso de compresión en el ciclo ideal es internamente reversible y adiabático y, en consecuencia, isentripico. Sin embargo, el proceso de compresión real incluirá efectos friccionantes los cuales incrementan entropía y la transferencia de calor que puede aumentar o disminuir la entropía, dependiendo de la dirección. Influencia de las irreversibilidades en el evaporador En los ciclos ideales de refrigeración, el fluido de trabajo sale del evaporador y entra al compresor como vapor saturado. Pero esta condición es imposible de mantener el estado del refrigerante con tanta precisión. En lugar de eso se procura diseñar el sistema de manera de sobrecalentar ligeramente al refrigerante a la entrada del compresor para así garantizar evaporación completa al momento de ingresar al compresor.
Influencia de las irreversibilidades en el condensador En los ciclos ideales de refrigeración, el fluido de trabajo sale del condensador como liquido saturado a la presión de salida del compresor. Sin embargo, es inevitable que se produzcan caídas de presión en el condensador así como en las líneas que conectan al compresor y a la válvula de estrangulamiento, además de la imposibilidad de mantener con precisión la regulación del condensador para tener a la salida líquido saturado, y es indeseable enviar refrigerante a la válvula de estrangulamiento sin condensaren su totalidad, debido a que reduce la capacidad de absorción de calor, por lo que se considera el subenfriamiento como alternativa para disminuir la entalpía de entrada a la válvula de estrangulamiento y en consecuencia aumentar la capacidad de absorción de calor (efecto refrigerante). 4.2 Esquema del ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor
4.3 Diagrama T- s para el ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor
Diagrama P-h de un ciclo de refrigeración de vapor
4.4 Esquema del ciclo real de refrigeración por compresión de vapor
4.5 Diagrama T- s para el ciclo real de refrigeración por compresión de vapor
Ejemplo de un ciclo de refrigeración Real
5
Ecuaciones a utilizar 5.2 Coeficiente de Operación del equipo 10
𝐶𝑂𝑃𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜 = ∑ 𝐶𝑂𝑃𝑖 ⁄10 1
Donde: COP i: el COP de cada prueba tomada 5.3 Capacidad de refrigeración por unidad de tiempo 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 = 𝑚̇𝑟𝑒𝑓 𝑥(ℎ1 − ℎ4 ) Donde: 𝑚̇𝑟𝑒𝑓 ∶ 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑓𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 ℎ1 : 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟 (1) ℎ4 : 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑎𝑙𝑣𝑢𝑙𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑝𝑎𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛(4) 5.4 Potencia del compresor Potencia del compresor ideal: 𝑊̇𝑐𝑜𝑚,𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙 = 𝑚̇𝑟𝑒𝑓 𝑥(ℎ2𝑠 − ℎ1 ) ℎ1 : 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟 (1) ℎ2 : 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟(2)
Potencia del compresor real: 𝑊̇𝑐𝑜𝑚,𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝑚̇𝑟𝑒𝑓 𝑥
(ℎ2𝑠 − ℎ1 ) 𝜂𝑐𝑜𝑚
ℎ1 : 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟 (1) ℎ2𝑠 : 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟, 𝑖𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑐𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒(2) 𝜂𝑐𝑜𝑚 : 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑖𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟 La otra manera de encontrar la potencia del compresor es: 𝑊̇𝑐𝑜𝑚,𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝑚̇𝑟𝑒𝑓 (ℎ2 − ℎ1 ), ℎ2 ∶ 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑎 𝑙𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟
5.5 Coeficiente de operación Ideal y Real 𝐶𝑂𝑃𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙 =
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 (ℎ1 − ℎ4 ) = (ℎ2𝑠 − ℎ1 ) 𝑊̇𝑐𝑜𝑚,𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙
𝐶𝑂𝑃𝑟𝑒𝑎𝑙 =
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 (ℎ1 − ℎ4 ) = (ℎ2 − ℎ1 ) 𝑊̇𝑐𝑜𝑚,𝑟𝑒𝑎𝑙
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Datos experimentales obtenidos en la práctica.
Tratamiento de datos experimentales: Prueba numero 01: Estado 1, antes de entrar al compresor: 𝑻(° 𝑪)
𝒉𝒈 (𝑲𝑱/𝒌𝒈)
15 407.075 19.5 ℎ1𝑔 = ℎ1 20 409.838 Interpolando Tenemos:
𝒔𝒈 (𝑲𝑱 /𝑲𝒈. 𝑲) 1.72 𝑆1𝑔 = 𝑆1 1.7183
𝑃1 = 1𝑝𝑠𝑖𝑎 = 6,89476 𝑘𝑝𝑎 , 𝒗𝒈 (𝒎𝟑 /𝑲𝒈) 0.042131 𝑣1𝑔 = 𝑣1 0.036055
𝑇1 = 19.5 °𝐶
𝒖𝒈 (𝒎𝟑 /𝑲𝒈) 𝑢1𝑔 = 𝑢1
ℎ1𝑔 = ℎ1 = 409.5617 𝐾𝐽/𝑘𝑔 𝑆1𝑔 = 𝑆1 = 1.71847 𝐾𝐽/𝑘𝑔 𝑣1𝑔 = 𝑣1 = 0.0366626 𝑚3 /𝑘𝑔 Estado 2 real, a la salida del compresor; 𝑃2 = 120𝑝𝑠𝑖𝑎 = 0.827371 Mpa, 𝑇2 = 51 °𝐶 Se advierte que el estado real corresponde a los datos tomados en el laboratorio y no corresponden a el proceso de compresión isentropico ideal. En estos puntos al establecer la compresión real y la compresión real, podemos establecer la eficiencia isentripica del compresor que opera en nuestro ciclo de refrigeración
Realizaremos una interpolación doble: A 0.8 Mpa 𝑻(° 𝑪) 50 51 60
𝒉𝒈 (𝑲𝑱/𝒌𝒈) 435.114 ℎ2 445.223
𝒔𝒈 (𝑲𝑱 /𝑲𝒈. 𝑲) 1.7768 𝑆2 1.80761
𝒗𝒈 (𝒎𝟑 /𝑲𝒈) 0.028611 𝑣2 0.030024
A 0.9 Mpa 𝑻(° 𝑪) 50 51 60
𝒉𝒈 (𝑲𝑱/𝒌𝒈) 433.235 ℎ2 443.595
𝒔𝒈 (𝑲𝑱 /𝑲𝒈. 𝑲) 1.76273 𝑆2 1.79431
𝒗𝒈 (𝒎𝟑 /𝑲𝒈) 0.024868 𝑣2 0.026192
Para la presión dada, tenemos: 𝑷(𝑴𝒑𝒂)
𝒔𝒈 (𝑲𝑱 /𝑲𝒈. 𝑲) 0.8 436.125 1.7798 0.827371 ℎ2 𝑆2 0.9 434.271 1.7685 Para el estado 2 reales tenemos:
𝒗𝒈 (𝒎𝟑 /𝑲𝒈)
𝒉𝒈 (𝑲𝑱/𝒌𝒈)
0.0287523 𝑣2 0.025
ℎ2 = 435.6175 𝐾𝐽/𝑘𝑔 𝑆2 = 1.7767 𝐾𝐽/𝑘𝑔 𝑣2 = 0.0277 𝑚3 /𝑘𝑔 Estado 2 ideal, a la salida del compresor; 𝑈𝑠𝑎𝑚𝑜𝑠: 𝑆2 = 𝑆1 = 1.71847 𝐾𝐽/𝑘𝑔 ℎ2 = 422.245 𝐾𝐽/𝑘𝑔
Estado 3, a la salida del condensador; 𝑃3 = 120𝑝𝑠𝑖𝑎 = 827,371 kpa, 𝑇3 = 23 °𝐶 𝑻(° 𝑪) 20 23 25
𝒉𝒇 (𝑲𝑱/𝒌𝒈) 227.493 ℎ3𝑓 = ℎ3 234.59
𝒔𝒇 (𝑲𝑱/𝑲𝒈. 𝑲) 1.0963 𝑆3𝑓 = 𝑆3 1.1201
𝒗𝒇 (𝒎𝟑 /𝑲𝒈) 0.000817 𝑣3𝑓 = 𝑣3 0.000829
ℎ3 = 231.7512 𝐾𝐽/𝑘𝑔
Estado 4, Antes de la entrada al evaporador; 𝑃4 = 1𝑝𝑠𝑖𝑎 = 6,89476 𝑘𝑝𝑎, 𝑇4 = 11.5 °𝐶 𝑻(° 𝑪)
𝒉𝒇 (𝑲𝑱/𝒌𝒈)
𝒉𝒈 (𝑲𝑱/𝒌𝒈)
𝒔𝒇 (𝑲𝑱/𝑲𝒈. 𝑲)
10 11.5 15
213.58 ℎ4𝑓 220.492
404.233 ℎ4𝑔 407.075
1.0485 𝑆4𝑓 1.0725
𝒔𝒈 (𝑲𝑱 /𝑲𝒈. 𝑲) 1.7218 𝑆4𝑔 1.72
Interpolando tenemos: ℎ4𝑓 = 215.6536 𝐾𝐽/𝑘𝑔
ℎ4𝑔 = 405.0856 𝐾𝐽/𝑘𝑔
𝑆4𝑓 = 1.0557 𝐾𝐽/𝑘𝑔. 𝐾
𝑆4𝑔 =
𝑣4𝑓 = 0.0007973 𝑚3 /𝐾𝑔
1.7212 𝐾𝐽/𝑘𝑔. 𝐾
𝑣4𝑔 = 0.04725 𝑚3 /𝐾𝑔
ℎ4 = ℎ3 = 231.7512 𝐾𝐽/𝑘𝑔
𝒗𝒇 (𝒎𝟑 /𝑲𝒈)
𝒗𝒈 (𝒎𝟑 /𝑲𝒈)
0.000794 𝑣4𝑓 0.000805
0.049451 𝑣4𝑔 0.042131
De una manera similar se calculan las entalpias reales y las ideales correspondientes a cada prueba del ciclo de refrigeración, de las cuales obtenemos un cuadro resumen así: CUADRO DE ENTALPIAS DE LAS PRUEBAS REALIZADAS Prueba 01 Estado 1 Estado 2 real Estado 2 ideal Estado 3 Estado 4 Prueba 04 Estado 1 Estado 2 real Estado 2 ideal Estado 3 Estado 4 Prueba 07 Estado 1 Estado 2 real Estado 2 ideal Estado 3 Estado 4 Prueba 07 Estado 1 Estado 2 real Estado 2 ideal Estado 3 Estado 4
Entalpia (KJ/kg) 409.5617 435.6175 422.245 231.7512 231.7512 Entalpia (KJ/kg) 408.845 435.598 423.254 232.024 232.024 Entalpia (KJ/kg) 408.568 438.956 426.235 231.88 231.88 Entalpia (KJ/kg) 409.95 439.213 426.146 231.254 231.254
Prueba 02 Estado 1 Estado 2 real Estado 2 ideal Estado 3 Estado 4 Prueba 05 Estado 1 Estado 2 real Estado 2 ideal Estado 3 Estado 4 Prueba 08 Estado 1 Estado 2 real Estado 2 ideal Estado 3 Estado 4
Entalpia (KJ/kg) 408.558 436.56 421.568 231.546 231.546 Entalpia (KJ/kg) 409.255 35.8456 425.265 231.012 231.012 Entalpia (KJ/kg) 408.9856 439.5423 426.234 231.154 231.154
Prueba 03 Estado 1 Estado 2 real Estado 2 ideal Estado 3 Estado 4 Prueba 06 Estado 1 Estado 2 real Estado 2 ideal Estado 3 Estado 4 Prueba 09 Estado 1 Estado 2 real Estado 2 ideal Estado 3 Estado 4
Entalpia (KJ/kg) 408.595 436.245 422.327 230.546 230.546 Entalpia (KJ/kg) 408.298 39.564 425.689 232.845 232.845 Entalpia (KJ/kg) 409.526 438.524 427.054 231.989 231.989
CUADRO RESUMEN DE LA CAPACIDAD DE REFIRGERACION, TRABAJO DEL COMPRESOR Y COP Prueba Flujo másico (Kg/s) COP ideal COP real 𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 (𝐾𝑤) 𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟 (𝐾𝑤) 01 3 7.54 2.24 1.2598 0.256 02 3 7.52 2.52 1.2456 0.215 03 3 7.45 2.35 1.213 0.223 04 3 7.425 2.32 1.125 0.211 05 3 7.54 2.45 1.156 0.265 06 3 7.56 2.38 1.298 0.1952 07 3 7.56 2.05 1.112 0.235 08 3 7.85 2.03 1.231 0.2254 09 3 7.23 2.56 1.225 0.158 10 3 7.12 2.45 1.2056 0.2568 Considerando valores promedios presentamos los resultados en la pare 7 del presente informe.
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Presentación de Resultados Obtenidos En esta parte tomamos los valores promedios para representar los resultados VARIBLES COP Q evaporador W compresor
8
CICLO IDEAL 7.42 1.215 kw 0.235 kw
CICLO REAL 2.52 1.215 kw 0.425 kw
Variable Experimental
Medición
Unidades
Presión de Alta
115.5
PSI
Presión de Baja Temperatura de entrada del evaporador Temperatura de succión al compresor
0.55 16.35 19.35
PSI °C °C
Temperatura de descarga del compresor
53.2
°C
Temperatura de salida del condensador
22.75
°C
Conclusiones (Recomendaciones y Observaciones) En conclusión hemos evaluado el ciclo de refrigeración por compresión de Vapor con Refrigerante 134A determinando así la capacidad de refrigeración, el trabajo de compresión, el COP y algunas otras variables plantas al comienzo de este informe. OBSERVACIONES: 1.- Se pudo comprobar conservación de masa y de energía. Con la suma algebraica del trabajo por unidad de masa del proceso de compresión, más el hecho por la evaporación, se debe obtener el trabajo por unidad de masa en el condensador. Esta expresión se cumple perfectamente en el ciclo ideal, pero en el caso del ciclo real existe una variación notoria en este aspecto por la caída de presión. 2.- Un fenómeno que hacen que el ciclo ideal no sea posible, es que el sistema de refrigeración, por un tema de cumplimiento de objetivo, el cual es entregar el calor absorbido al medio ambiente, se ve en la obligación de provocar un sub-enfriamiento del líquido en el condensador, y un sobrecalentamiento de vapor en el evaporador. A estos fenómenos, se le suma que la compresión en el compresor no mantiene la entropía constante. RECOMENDACIONES: 1.- El sistema por el tiempo sin uso en el laboratorio no se encontraba en condiciones tan operantes a comparación de que si fuera un sistema nuevo más el error asociado a los instrumentos de medición podemos decir que sería recomendable más que todo equipos nuevo de medición. 2.- Sería recomendable haber tomado las medidas con el tiempo exacto en el intervalo que se nos dio, para evitar muchas variaciones con respecto a los parámetros que tomábamos 3.- Tener los equipos funcionando de acuerdo a las condiciones de operación ya que hubo un medidor de presión que era para Refrigerante freón 22 cuando el refrigerante usado era el 134-a, lo mejor sería cambiar ese medidor para tener un dato más exacto en la presión.
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Bibliografía Manual de refrigeración – Juan Manuel franco Lijo Manual de refrigeración y aire acondicionado Principios de Refrigeración – Roy J. Dossat Yunus Cengel, Termodinamica – 8va edición Termodinamica Tecnica – Moran Shapiro – 8va edicion