Ciclos de refrigeración termodinámica

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA[pic 1]

MINISTERIO DEL PODER POPULAR

PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSIÓN PORLAMAR.

Ciclos de refrigeración termodinámica

Autor:

Angel Amilibia

C.I: 28.345.382

Código: #45

Nueva Esparta, enero de 2021

Repuestas del cuestionario

A) ¿En qué consiste el ciclo de refrigeración por compresión de vapor? Presente un esquema de este ciclo de refrigeración, identificando todos sus componentes y describiendo el funcionamiento de cada uno de ellos. (2%)

Repuesta: El ciclo de refrigeración por compresión de vapor es un tipo de ciclo el cual aprovecha la entalpia transformando sustancias de sus fases liquidas a una fase de vapor. El proceso de compresión incluye efectos de fricción, los cuales incrementan la entropía y la transferencia de calor lo cual puede aumentar o disminuir la entropía dependiendo de la reacción.

En un ciclo ideal de compresión de vapor, el sistema que ejecuta el ciclo se somete a una serie de cuatro procesos:

1) Compresión isentrópica

2) Rechazo de calor isobárico (en un condensador)

3) Proceso Isenthalpic (expansión en una válvula de expansión)

4) Adición de calor isobárico (en un evaporador)

[pic 2]

Partes de un ciclo de una refrigeración por evaporación:

1) Compresor: Es la parte del mecanismo donde la sustancia gaseosa aumentara su presión y, por ende, se eleva su temperatura.

2) Condensador – Enfriador: debido a una diferencia de temperatura con el ambiente, la sustancia aun en su estado gaseoso rechaza el calor del medio ambiente. Debido a que la sustancia experimenta una disminución de su energía, la sustancia baja su temperatura y después se condensa, cambiando de fase gaseosa a la fase líquida.

3) Válvula de expansión: Ocurre una fase de estrangulamiento la cual, gracias a la entalpia, baja la presión de la sustancia y disminuye su temperatura a un valor menor que la temperatura ambiente.

4) Evaporador: La sustancia toma la energía necesaria para su evaporación del medio que se desea refrigerar o enfriar. Este proceso es a presión y temperatura constantes. Una vez que sustancia se ha evaporado totalmente, entra en el compresor para iniciar un nuevo ciclo al comprimir el gas y llevarlo a un estado de vapor sobrecalentado con un aumento en su presión y temperatura.

B) ¿En qué consiste el ciclo de refrigeración en cascada? Presente un esquema de este ciclo de refrigeración, identificando todos sus componentes. (Valor 1,5%)

Repuesta: En algunas empresas industriales, la necesidad de temperaturas moderadamente bajas, y el intervalo de temperatura que implican es demasiado grande para que un ciclo simple de refrigeración por compresión de vapor resulte práctico. Un gran intervalo de temperatura significa también un gran nivel de presión en el ciclo y un pobre rendimiento en un compresor reciprocante. Una manera de enfrentar esas situaciones es efectuar el proceso de refrigeración en etapas, es decir, tener dos o más ciclos de refrigeración que operen en serie. Dichos ciclos reciben el nombre de ciclos de refrigeración en cascada.

[pic 3]

Parte de un ciclo de refrigeración en cascada:

1) Compresor: El refrigerante entra como vapor saturado y se comprime a la presión del condensador. Incrementa la presión del fluido para que pueda condensarse a la presión del condensador y circular por el sistema

2) Condensador: El refrigerante sale del compresor a una temperatura relativamente alta se enfrían y condensa conforme fluye por el serpentín liberando calor hacia el medio exterior.

3) Válvula: El refrigerante sale del condensador y entra a la válvula donde su presión y su temperatura desciende drásticamente, debido a la estrangulación.

4) Evaporador: El refrigerante entra al evaporador donde absorbe calor del espacio refrigerado evaporándose y luego repetir el proceso.

C) ¿En qué consiste el ciclo de refrigeración de Gas? Presente un esquema de este ciclo de refrigeración, identificando todos sus componentes. (Valor 1,5%)

Repuesta: En este tipo de ciclo, el refrigerante se evapora y se condensa, comprimiéndolo, a su vez, buscando el volver a la fase de vapor. Está compuesto por 4 procesos:

1) Compresión isentrópica en un compresor.

...