A continuación, se muestra el diagrama de flujo de procesos del segundo ciclo de refrigeración propuesto. Así mismo como su respectiva tabla de simbología.

A continuación, se muestra el diagrama de flujo de procesos del segundo ciclo de refrigeración propuesto. Así mismo como su respectiva tabla de simbología.

[pic 1]

Figura 2. Segundo ciclo de refrigeración propuesto.

Cuadro 2. Propiedades por corriente del segundo ciclo propuesto.

Iniciando el análisis cuantitativo del ciclo.

Compresor (2-3)

Para el compresor, primeramente, se calcula en base a su eficiencia isentrópica la entalpia en la corriente 3. Su porcentaje de eficiencia es del 80%.

[pic 2]

Se sustituyen los valores de las entalpias previamente citadas, así como su eficiencia. Para luego así matemáticamente obtener el valor de h3, la entalpia en la corriente 3.

[pic 3]

[pic 4]

Así mismo utilizando las tablas de vapor con la información pertinente podemos averiguar el valor de la entropía para este estado.

Tablas: Estado 3

P=1,0439 MPa

h3=298,467 KJ/Kg*K

Por lo tanto siguiendo el par ordenado

S3= 1,2362 KJ/Kg*K

Calculo del trabajo Real para el compresor (2-3)

Se utiliza la siguiente formula para trabajo real y luego se sustituyen las entalpias correspondientes.

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

Compresor (1-2)

Para el cálculo del segundo compresor, igual al análisis previo, se calcula en base a su eficiencia isentrópica la entalpia en la corriente 2. El porcentaje de eficiencia en este compresor es del 80%. Además, se sustituyen los valores de las entalpias previamente citadas. Para luego así matemáticamente obtener el valor de la entalpia en la corriente 3.

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

Así mismo utilizando las tablas de vapor con la información necesaria podemos averiguar el valor de la entropía para la corriente 2.

Tablas=

P=0,60 MPa

h3=300,5365 KJ/Kg*K

Por lo tanto

S3= 1,07587 KJ/Kg*K

Calculo del trabajo Real para el compresor (1-2)

Se utiliza la siguiente formula para trabajo real y luego se sustituyen las entalpias correspondientes.

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

Para el Condensador:

Se calcula el calor en el condensador (QL) por medio de la siguiente formula.

[pic 14]

Donde, ṁ, es flujo másico que en este caso atraviesa el condensador. Y es la primera incógnita por averiguar, por lo que calculamos

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[pic 16]

Una vez calculado el flujo másico, podemos derivar de la formula el calor.

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Balance de masa en el condensador

Siendo ¨ma¨ el flujo másico de agua en el condensador.

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[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

Sustituyendo los valores correspondientes tenemos que la masa de agua (ma) resulta la siguiente.

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Balance de masa en la torre de enfriamiento

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[pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

Sustituyendo los valores tenemos que la fracción másica de 1 es:

[pic 31]

Conociendo el dato de fracción masica  podemos despejar el valor de la masa de agua :

[pic 32]

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Ahora si tenemos todos los datos correspondientes para poder calcular la masa de R

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Cálculo del COP

Coeficiente de operación de ciclo de refrigeración es el calor que puede disipar un ciclo y el trabajo requerido para poder llevar a cabo su función.

El COP se define por la siguiente ecuación:
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Donde Q es el calor dispersado y W el trabajo requerido para su debido funcionamiento.

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Calculo de Wneto

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Calculo del trabajo en los compresores

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Por lo tanto, el Wneto:

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Finalizando el COP:

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Destrucción de Exergía:

Importante: Se ignoran los cambios en energías cinéticas y potenciales en todos los casos pues son despreciables en comparación con los cambios en entalpía y entropía.

Y se define por la siguiente ecuación:

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[pic 44]

Primeramente, calculamos las propiedades para el evaporador

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