DISEÑO DE UN SISTEMA DIDÁCTICO DE AIRE ACONDICIONADO PARA EL ÁREA DE TERMODINÁMICA.

Diseño de un sistema didáctico de aire acondicionado para el área de termodinámica

Autor: Machado Billy C.I. 24523625

Sestayo José C.I. 19819357

Webel David C.I. 24332753

Tutor: José Gregorio Sosa Dugarte

CARACAS, MAYO 2015

Índice

Contenido

INTRODUCCIÓN        1

CAPÍTULO I        3

EL PROBLEMA        3

Planteamiento del problema        3

Objetivos        4

OBJETIVO GENERAL        4

OBJETIVOS ESPECIFICOS        4

Justificación del problema        4

Justificación e importancia de la investigación        4

Alcance        4

CAPÍTULO II        6

MARCO TEÓRICO        6

ANTECEDENTES        6

Definiciones        10

Primera Ley de la Termodinámica        11

Primera Ley de la Termodinámica para sistemas abiertos        12

Ecuación de continuidad        13

Número de Reynolds        13

Principio de Bernoulli        14

Ley de gases ideales        15

Aire acondicionado        16

Refrigeración mecánica        16

Ciclo de refrigeración por compresión de vapor. (Fernández, 2002)        19

Ciclo de Carnot        20

Expansión isoterma:        22

Expansión adiabática:        23

Compresión isoterma:        24

Compresión adiabática:        24

Teoremas de Carnot        25

Ciclo real        28

Serpentín de enfriamiento o Tubería hidrónica        29

Evaporadores        29

Válvula de expansión termostática        31

Válvula reguladora de presión del Carter        31

Válvula reguladora de presión del evaporador        32

Termostatos        32

Indicadores de humedad y líquido        32

Motores trifásicos        33

Compresor de desplazamiento positivo        34

Partes del compresor reciprocante:        35

Ventiladores        36

Condensador        37

HIPÓTESIS        39

Bibliografías        39

Ilustración 1  Ciclo de refrigeración por compresión de vapor        19

Ilustración 2. Diagrama ciclo carnot (Generalic, 2015)        20

Ilustración 3. Condensador        31

INTRODUCCIÓN

En la antigüedad, los egipcios ya utilizaban sistemas y métodos para reducir el calor. Se utilizaba principalmente en el palacio del faraón. En 1835 Tellier construyo la primera máquina de compresión con fines comerciales; luego en 1842, Lord Kelvin inventó el principio del aire acondicionado. Con el objetivo de conseguir un ambiente agradable y sano, el científico creó un circuito frigorífico hermético basado en la absorción del calor a través de un gas refrigerante.

En 1902, el estadounidense Willis HavilandCarrier sentó las bases de la refrigeración moderna y, al encontrarse con los problemas de la excesiva humidificación del aire enfriado, las del aire acondicionan, desarrollando el concepto de climatización de verano.

Los denominados sistemas frigoríficos o sistemas de refrigeración corresponden a arreglos mecánicos que utilizan propiedades termodinámicas de la materia para trasladar energía térmica en forma de calor entre dos -o más focos, conforme se requiera. Están diseñados primordialmente para disminuir la temperatura del producto almacenado en cámaras frigoríficas o cámaras de refrigeración las cuales pueden contener una variedad de alimentos o compuestos químicos, conforme especificaciones.

Dentro de los sistemas de refrigeración podemos ver el ciclo de refrigeración por compresión de vapor, el cual vamos a utilizar en este proyecto, en el que se desplaza la energía térmica entre dos focos; creando zonas de alta y baja presión confinadas en intercambiadores de calor, mientras estos procesos de intercambio de energía se suceden cuando el fluido refrigerante se encuentra en procesos de cambio de estado; de líquido a vapor, y viceversa.

Teniendo en cuenda el ciclo de refrigeración por compresión que propone Carnot, se propone diseñar un sistema didáctico de aire acondicionado, para realizar las prácticas en el I.U.T. “Dr. Federico Rivero Palacio”. Con el propósito de mostrar a los estudiantes el funcionamiento de este tipo de sistema de enfriamiento, como se comporta y todos sus elementos.

Con las clases impartidas en el laboratorio se debe lograr que los estudiantes comprendan los fenómenos que interactúan en este campo, además de permitir caracterizar y ratificar los datos teóricos impartidos en la materia.

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

Planteamiento del problema

De acuerdo al pensum de estudio de mecánica industrial, es necesario realizar prácticas de laboratorio relacionadas al área de termodinámica, particularmente aquellas aplicaciones  relacionadas con refrigeración y acondicionamiento de aire.

La teoría Gestalt que explica que la mente es activa ya que no acepta pasivamente lo que percibe, sino que busca significados constantemente frente a los estímulos externos, nos muestra que es así como durante la percepción en nuestra mente encontramos elementos sensoriales que se organizan en un significado. De esta forma la mente crea una experiencia unitaria.

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