Termodinámica aplicada a la Ingeniería

[pic 1]                              Termodinámica aplicada a la Ingeniería

Bomba de calor

Integrantes: Diego Arenas

                Pablo Castillo

                    Adonis Jiménez

                Vicente Oliva

Profesor:        Albert Herrera

Fecha entrega:        20 de Noviembre, 2015

Introducción

En este trabajo se hará uso de una bomba de calor, la cual liberara calor de una sustancia “fría” hacia una sustancia “caliente”, lo cual ira en contra del sentido natural de las trasferencias de calor, esto se generara gracias al trabajo ejercido por la máquina.

Esta máquina será lo contrario a la mayoría de las maquinas térmicas, ya que, la mayoría de las maquinas térmicas utilizan el calor para generar un trabajo, en cambio esta máquina utiliza el trabajo para la transferencia de calor.

 Esta máquina tiende a confundirse con una maquina frigorífica, ya que, son bastante similares. Por ello cabe destacar que la maquina frigorífica expulsa el calor resultante al exterior, en cambio la bomba de calor hace uso de este calor para calentar otra sustancia.

Objetivos

-Analizar, ver y comprobar el funcionamiento de una bomba de calor.

-Determinar su principio de funcionamiento

Hipótesis

-Podría suceder que la bomba de calor efectuara un trabajo más eficiente si tiene un ciclo reversible.

Diseño del laboratorio

Para el uso de este laboratorio se utilizarán 2 recipientes rellenos con agua (o también puede ser otra sustancia, por ejemplo aire, pero con agua se podía percatar del cambio de temperatura fácilmente), el sistema de la bomba de calor el cual realizará la transferencia de calor, explicado en el análisis, y por último se necesitará de un medidor, para verificar de forma concreta las diferencias de temperatura y con esto la efectividad de la máquina. Para descifrar el rendimiento de esta máquina (COP) se hace uso de la fórmula:

[pic 2]

Ya que no contamos con todos los datos para realizar este cálculo, supondremos que es una máquina reversible, cuyo COP nos arrojará el mayor valor posible para esta máquina.

[pic 3]

Tl: Representa la temperatura baja y se mide en Kelvin

Th: Representa la temperatura alta y se mide en Kelvin

[pic 4]

Este es el COP máximo o ideal, el cual es inalcanzable pero nos deja una idea de cuánto podría ser nuestro COP real.

Análisis

Primero se comprime un fluido refrigerante con un compresor (lo cual aumentara automáticamente la temperatura de este fluido. Después este fluido se hace pasar por un intercambiador (dispositivo diseñado para transferir calor entre dos medios), llamado condensador, en el que el fluido cede su calor y al enfriarse, se condensa parcialmente, pasando del estado gaseoso a estado líquido. Luego se hace pasar el fluido, todavía a presión, por una válvula de expansión en el que el fluido pierde presión bruscamente y por lo tanto se enfría también bruscamente. Finalmente pasa por otro intercambiador, situado en la fuente fría, y llamado evaporador en el que absorbe calor de nuevo, para volver a reiniciar el ciclo en el compresor.

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