Prac 8 Termo

8/19/2019 Prac 8 Termo

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Lab. de Principios de Termodinámica y Electromagnetismo

Práctica número 8

Ciclo de refrigeración por la compresión de un vapor

Objetivos

a) Identificar las partes básicas que componen el ciclo básico de refrigeración por compresión de vapor.

b) Identificar y cuantificar los flujos energéticos en el ciclo mencionado en el punto anterior.c) Determinar el coeficiente de operación de un refrigerador.d) Conocer, a partir del análisis de un ciclo de refrigeración, algunas limitantes que establece la segunda

ley de la termodinámica.

Equipo y materiales necesarios

2 termómetros de inmersión bomba de calor !" #refrigerador$% &l' de agua cronómetro agitador de plástico

Actividad

(n el siguiente diagrama, identifique las partes básicas que componen un ciclo de refrigeración porcompresión de vapor. )e*ale también los flujos energéticos asociados.



Actividad !

Dibuje una representación f+sica de la bomba de calor !" que se le proporcionó, indicando las partes

básicas del ciclo de acuerdo con la actividad anterior. Identifique la sustancia activa #refrigerante$ queemplea el equipo.

)ustancia activa -/0

Actividad "

(n la siguiente figura, que representa una gráfica de la presión #!$ en función del volumen espec+fico # v$ para una sustancia, dibuje cómo se representar+an los procesos asociados al ciclo de la actividad anterior. 1o olvide indicar los cuatro estados que se muestran en la figura de la actividad .

!

v



Actividad #

(stableca las caracter+sticas estáticas de los medidores instalados en el dispositivo. 3bserve condetenimiento las dos escalas que presenta el instrumento y no olvide anotar las unidades

correspondientes. Medidor de carátula de la izquierda

-ango 4,5 &bar' 465,//&7C'

-esolución 5.2 &bar' &7C'

8egibilidad 9uena 9uena

Medidor de carátula de la derecha

-ango 4,5 &bar' 465,%:&7C'-esolución &bar' &7C'

8egibilidad 9uena 9uena

Actividad $

(n cada recipiente del equipo proporcionado coloque / litros de agua. ;ida la temperatura de cadacantidad de agua. <sta será la temperatura inicial.

i) En el evaporador: "inicial = >>25>> &7C' = 2?.@ &A'

ii) En el condensador: "inicial = 25 &7C' =2?.@ &A'

Actividad %

!onga a funcionar el dispositivo durante 5 minutos. ;ida las temperaturas finales del agua en losrecipientes, no olvide Bomogeneiar el agua con el agitador antes de tomar las lecturas. !or otra parte,mida las presiones #alta y baja$ del refrigerante, as+ como las temperaturas de saturacióncorrespondientes, con ayuda de los medidores instalados en el dispositivo. Con base en los resultados

obtenidos, cuantifique los flujos energéticos asociados al evaporador y al condensador. Considere que para el agua en su fase l+quida c p. = / %6 &#Eg⋅∆A$'.

- Para el agua:

i) En el condensador:: "final = /&7C' =5:.@ &A'

ii) En el evaporador: "final =? &7C' = 2%2.@ &A'



- Para el refrigerante:

i) ! baja = 2&bar' = 255555 &!a'F "sat =2 &7C'

ii) !alta =?.@ &bar' = &!a' F "sat = /5&7C'

GHevaporador = 2%/6/.%&'

GHcondensador = 4%/%/ &'

Actividad &

De acuerdo con la primera ley de la termodinámica para un ciclo, determine el trabajo y la potencia en elcompresor.

GJcompresor = 2%/6/.%&'4#4%/%/&'$=226/%.%&'

G J. Icompresor =226/%.%&C'D6555&s'=@.?56? &J'

Actividad 8

Determine el coeficiente de operación del dispositivo. 1o olvide anotar sus unidades.

Coeficiente de operación = β= K4%/%/&'226/%.%&'K=5.%66/&'

Cuestionario

1. Investigue las propiedades f+sicas y qu+micas principales de la sustancia de trabajo #refrigerante$ deldispositivo.

Luente BttpMMM.lyrefrigerant.es4r/a4refrigerant4.Btml

2. N(n qué condición f+sica la presión del sistema determina el valor de la temperaturaOCuando ePiste un gas, esto es mencionado en la ley de Qay48ussac.

3. N!or qué raón en el dispositivo, las escalas de presión y temperatura de los medidores no se

presentan en forma independienteODebido a la 8ey de Qay48ussac, se obtiene una relación de presión y temperatura, y si aumenta latemperatura también lo Bará la presión.

http://www.lyrefrigerant.es/1-r134a-refrigerant-1.html

http://www.lyrefrigerant.es/1-r134a-refrigerant-1.html



4. (labore una gráfica como la de la actividad , indicando el mayor nRmero de propiedades quedeterminó en esta práctica para los cuatro estados principales del ciclo de refrigeración.

!

v

8+quido saturadoSapor saturadoCompresión y (Ppansión adiabática(vaporador y Condensador isobárico

5. Identifique los depósitos térmicos asociados al ciclo en el dispositivo empleado.Depósito de alta temperatura Condensador Depósito de baja temperatura (vaporador

6. Taga un esquema de un refrigerador doméstico identificando los depósitos térmicos del puntoanterior.

Eva orad

Condensa

Com reVálvulade

1

23

4Vaporsaturad

Vaporsobrecalenta

Líquidosubenfrid

Mezcla lí uido



7. Con base en las actividades realiadas en la práctica, Ncómo podr+a verificarse el postulado deClausiusO)e tiene que aplicar trabajo al sistema para que pueda transferirse, de otro modo ser+a imposible, se

puede comprobar desconectando en sistema

Conclusiones'

)e pudo conocer cómo funciona un ciclo de refrigeración, as+ como todos sus componentes.

)e lograron identificar las partes del ciclo de refrigeración del laboratorio mediante la observación para determinar a qué parte del ciclo pertenec+a.

)e obtuvo un coeficiente de operación de .%6 lo que significa que no se perdió mucBo calor para el proceso y resultó muy eficiente, aunque se pierde algo debido al postulado de Clausius, que forma parte de la segunda ley de la termodinámica.

De acuerdo con la investigación de la actividad , descubrimos que el gas refrigerante es muy noblecon la capa de oono y no genera da*o alguno a ésta, además de cumple con sus funciones y eseficiente.



Conclusiones'

)e pudo conocer cómo funciona un ciclo de refrigeración, as+ como todos sus componentes.

)e lograron identificar las partes del ciclo de refrigeración del laboratorio mediante la observación

para determinar a qué parte del ciclo pertenec+a.

)e obtuvo un coeficiente de operación de .%6 lo que significa que no se perdió mucBo calor para el proceso y resultó muy eficiente, aunque se pierde algo debido al postulado de Clausius, que forma parte de la segunda ley de la termodinámica.

De acuerdo con la investigación de la actividad , descubrimos que el gas refrigerante es muy noblecon la capa de oono y no genera da*o alguno a ésta, además de cumple con sus funciones y eseficiente.

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