parcial de refrigeracion

ALUMNO: FERNANDO QUIROZ RAMOS. ING. ELECTROMECANICA.
MATERIA: REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO. PROF. JOSE LUIS FUENTES.
EJEMPLO # 1
PROBLEMA DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
En un refrigerador se utiliza refrigerante 134a como fluido de trabajo. Y opera en un ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor entre 0.16 y 0.8 MPa. Si el flujo másico del refrigerante es 0.09 kg/s, determine.
Solución: Un refrigerador opera en un ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor entre dos limites de presión especificados. Se determinara la tasa de refrigeración, la entrada de potencia, la tasa de rechazo de calor y COP.

A).-La tasa de eliminación de calor del espacio refrigerado y la entrada de potencia del compresor se determina por sus definiciones:
QL=m(h1-h4)=(0.09 kgseg) (239.16 -96.74 kJkg)= 12.8 kW.
Y Wentrada= m(h2-h1)= (0.09 kgseg)x(279.39-239.16 kJkg)= 3.62 kW
b).- La tasa de rechazo de calor del refrigerante al ambiente es:
Qh= QL + W entrada =m(h2-h3)=(0.09 kgseg)x(279.39-96.74 kJkg)= 16.4 kW
También se puede determinar cómo
Qh=QL + W entrada=12.8 + 3.62=16.4 kW
c).- El coeficiente de desempeño de refrigeración (COP) es.-
COP= QLWentrada=12.83.62= 3.54

Es decir este refrigerador elimina 4 unidades de energía térmica del espacio refrigerado por cada energía eléctrica que consume.
Problema alfa 2.-
Al compresor de un refrigerador entra refrigerante 134a como vapor sobrecalentado a 0.16 MPa y -10°C a una tasa de 0.09 kg/s, y sale a 0.8 MPa y 52°C. El refrigerante se enfria en el condensador a 24°C y 0.72 MPa, y se estrangula a 0.15 MPa. Descarte toda posibilidad de transferencia de calor y caída de presión en las líneas de conexión entre los componentes, y determine.
P1 = 0.16MPa
H1 = 271.38 kJkg
T1 = -10°C

P2 = 0.8MPa
H2 = 286.69 kJkg
T2 = 52°C

P3 = 0.72MPa
H3 = 87.83 kJkg
T3 = 24°C

H4 = H3 (estrangulamiento) H4 = 87.83 kJkg
La tasa de remoción de calor del espacio refrigerado y la entrada de potencia al compresor se determinan por sus definiciones:
QL=m(h1-h4)=(0.09 kgseg) (271.38 - 87.83 kJkg)= 16.5 kW.
Y Wentrada= m(h2-h1)= (0.09 kgseg)x(286.69-271.38 kJkg)= 1.37 kW

La eficiencia isentrópica del compresor se obtiene de:
284.21 – 271.38
Nc = = 0.833 o 83.3%
286.79 – 271.38

El coeficiente de desempeño del refrigerador es:

COP= QLWentrada = 16.51.37 = 12.37












Problema alfa 3.-
Considere un sistema de refrigeración en cascada de dos etapas que opera entre los limites de presión de 0.8 y 0.16 MPa. Cada etapa opera en un ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor con refrigerante 134a como fluido de trabajo. El rechazo de calor del ciclo inferior al ciclo superior sucede en un intercambiador de calor adiabático de contraflujo donde ambos flujos entran aproximadamente a 0.32 MPa. (En la practica, el fluido de trabajo del ciclo inferior estará a una presión y a una temperatura mas altas en el intercambiador de calor, para una transferencia de calor efectiva.) Si el flujo masico del refrigerante en el ciclo superior es de 0.09 kg/s, determine.
El flujo masico del refrigerante en el ciclo inferior.
É salida = É entrada ´mAh5 + ´m8h3 = ´mAh8 + ´mgh3
mA (h5-h8) = mB (h2-h3)
(0.09 kgseg) (239.16 -96.74 kJkg)= mg (279.39-95.74 kJkg)
Mg = 0.0698 kgseg




La tasa de remoción de calor del espacio refrigerado y la entrada de potencia al compresor, asi como.

Q1= mg (h1-h4)=(0.0698 kgseg)x(239.16-95.74 kJkg)= 10.01 kW
También se puede determinar cómo
W entrada= Wcompresor 1 entrada + Wcompresor II entrada
= mA (h6 – h5) + mB (h2 – h1)
=(0.09kg/s)(270.92 - 239.16)kj/kg 31.76
+ (0.0698kg/s)(279.39-239.16)kj/kg 40.23
=3.11 kw

El coeficiente de desempeño de este refrigerador en cascada


COPR= QLWentrada = 10.013.11 = 3.22

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