PRÁCTICA

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
1 bomba de calor PT (refrigerador)
8 [l] de agua
1 cronómetro
1 agitador de plástico

Actividad 1


En el siguiente diagrama, identifique las partes básicas que componen un ciclo de refrigeración por compresión de vapor. Señale también los flujos energéticos asociados.
























Actividad 2

Dibuje una representación física de la bomba de calor PT que se le proporcionó, indicando las partes básicas del ciclo de acuerdo con la actividad anterior. Identifique la sustancia activa (refrigerante) que emplea el equipo.
Sustancia activa: Gas R134-a












Actividad 3

En la siguiente figura, que representa una gráfica de la presión (P) en función del volumen específico (v) para una sustancia, dibuje cómo se representarían los procesos asociados al ciclo de laactividad anterior. No olvide indicar los cuatro estados que se muestran en la figura de la actividad 1.









Actividad 4

Establezca las características estáticas de los medidores instalados en el dispositivo. Observe con detenimiento las dos escalas que presenta el instrumento y no olvide anotar las unidades correspondientes.

Medidor de carátula de la izquierda
Rango
-110 [bar]
-642[°C]
Resolución
.2 [bar]
1 ° [C]
Legibilidad
Buena
Buena

Medidor de carátula de la derecha
Rango
-130 [bar]
-642[°C]
Resolución
1 [bar]
1 ° [C]
Legibilidad
Buena
Buena




Actividad 5

En cada recipiente del equipo proporcionado coloque 4 litros de agua. Mida la temperatura de cada cantidad de agua. Ésta será la temperatura inicial.

i) En el evaporador: Tinicial = 23 [°C] = ____________________ [K]

ii) En el condensador: Tinicial = 23 [°C] = ____________________ [K




Actividad 6

Ponga a funcionar el dispositivo durante 10 minutos. Mida las temperaturas finales del agua en los recipientes, no olvide homogeneizar el agua con el agitador antes de tomar las lecturas. Por otra parte, mida las presiones (alta y baja) del refrigerante, así como las temperaturas de saturación correspondientes, con ayuda de los medidores instalados en el dispositivo. Con base en los resultados obtenidos, cuantifique los flujos energéticos asociados al evaporador y alcondensador. Considere que para el agua en su fase líquida cp. = 4 186[J kg ΔK)].

- Para el agua:


i) En el evaporador: Tfinal = 30 [°C] = ____________________ [K]

ii) En el condensador: Tfinal = 18 [°C] = ____________________ [K]

- Para el refrigerante:


i) Pbaja = ________ [bar] = ____________ [Pa]; Tsat = _____________ [°C]

ii) Palta = _________ [bar] = ____________ [Pa]; Tsat = _____________ [°C]


evaporador = ____________________ [ ]


condensador = ____________________ [ ]

Actividad 7

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

compresor = ____________________ [ ]

compresor = ____________________ [ ]



Actividad 8

Determine el coeficiente de operación del dispositivo. No olvide anotar sus unidades.

Coeficiente de operación = β = ___________________







































INTRODUCCION

Difiere de uno ideal debido a situaciones irreversibles que ocurren en varios componentes. Dos fuentes comunes de irreversibilidad son la fricción del fluido y la transferencia de calor hacia o desde los alrededores. El proceso de compresión real 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.