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FACULTAD DE QUMICA, ING. QUMICA E ING. AGROINDUSTRIALDEPARTAMENTO DE PROCESOS

PRIMERA PRCTICA CALIFICADA DE REFRIGERACIN Y CONGELADO2014I (21-04-14

1. Un sistema de refrigeracin por compresin de vapor funciona con disposicin en cascada utilizando Refrigerante 134a.Para el ciclo inferior, el fluido de trabajo entra en el compresor como vapor saturado a -!"# $ se comprime

isentrpicamente a 3%! &Pa. 'l l()uido *aturado sale del intercambiador de calor intermedio en 3%!&Pa, $ entra en la

v+lvula de epansin. Para el ciclo superior, el fluido de trabajo entra en el compresor como vapor saturado a unatemperatura %"# por debajo de la temperatura de condensacin del refrigerante inferior en el intercambiador de calor

intermedio. 'l refrigerante se comprime isoentrpicamente a 1!!&Pa. 'l l()uido *aturado luego entra en la v+lvula de

epansin a 1!!&Pa. a capacidad refrigeracin del sistema en cascada es de ! toneladas. /eterminar0

! rafi)ue el dise2o del ciclo $ su representacin -s. 1,%ptos.5" a potencia de entrada a cada compresor. ptos.5# 'l coeficiente general de performance del ciclo en cascada. 1,%ptos.5

2. Una bomba de calor opera en estado estacionario con refrigerante 134a como fluido de trabajo. os datos defuncionamiento se muestran en la figura por un d(a en el )ue la temperatura eterior es de !"#. *upongamos operacin

adiab+tica del compresor. Para )ue la bomba de calor, determine0

! la tasa de flujo volum6trico del refrigerante. 1pto.5

" la tasa de flujo volum6trico de aire caliente a la casa. 1pto.5# la eficiencia isentrpica del compresor. 1pto.5$ la potencia del compresor, en 7P. 1,%ptos.5% el coeficiente de rendimiento. 1,%ptos.5

&. 'n la 8igura a continuacin muestra una de dos etapas de sistema de refrigeracin por compresin de vapor con R134acomo fluido de trabajo. 'l sistema utiliza un intercambiador de calor de contacto directo para lograr refrigeracin

intermedia. 'l evaporador tiene una capacidad de refrigeracin de 3! toneladas $ produce -! "# de vapor saturada a su

salida. 'n la primera etapa del compresor, el refrigerante se comprime adiab+ticamente a %%!&Pa, )ue es la presin en el

intercambiador de calor de contacto directo. 9apor *aturada a %%!&Pa entra en la segunda etapa del compresor $ secomprime adiab+ticamente a 1!!&Pa . #ada etapa del compresor tiene un rendimiento isoentrpico del :% ;. m1. 1pto.5

"la entrada de potencia a cada etapa del compresor, en 7P. 1,%ptos.5#el coeficiente de performance. 1,%ptos.5$Plotee cada una de las cantidades calculadas en las partes a5 - c 5 versus el rango de presiones del intercambiador decontacto directo de calor )ue va con un rango de presin de %!!, !! $ ?!! &Pa . rafi)ue P3vs #@P. /iscuta. %ptos.5

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ECUACIN AIRE'7 A -1.B:43% C 1.!3?D&5-!.!!!11%!1D&5E C .!B::'-D&5E3-B.??::'-11D&5E4

ECUACIONES R1&4!'

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7g A -4%B.3? C B%.?!D &5-!.34%B:3D &5E C !.!!!:11%B%D &5E3-.13B3'-D &5E4

Sf = 5.25962-0.0894379*T (K) + 0.000515388*T (K)^2-0.00000123596*T (K)^3 +

1.0978E-9*T (K)^4

Sg = -8.53538 + 0.142581*T (K)-0.000788153*T (K)^2 + 0.00000190483*T (K)^3-1.70576E-9*T (K)^4

Hf = -15.7337 + 0.388036*P(KPa)-0.000765964*P(KPa)^2 + 0.0000010087*P(KPa)^3-

7.88944E-10*P(KPa) 4 + 3.66871E-13*P(KPa)^5-9.92932E-17*P(KPa)^6 + 1.44085E-20*P(KPa)^7-8.64909E-25*P(KPa)^8

Hg = 218.077 + 0.194817*P(KPa)-0.000411582*P(KPa)^2 + 5.46411E-7*P(KPa)^3-

4.31961E-10*P(KPa) 4 + 2.03201E-13*P(KPa)^5-5.57256E-17*P(KPa)^6 + 8.20879E-21*P(KPa)^7-5.01454E-25*P(KPa)^8

Sf = -0.0633926 + 0.00160543*P(KPa)-0.00000338219*P(KPa)^2 + 4.51653E-

9*P(KPa)^3-3.55658E-12*P(KPa)^4 + 1.66094E-15*P(KPa)^5-4.50997E-19*P(KPa) 6 +6.5629E-23*P(KPa)^7-3.95029E-27*P(KPa)^8

Sg = 0.980645-0.00035235*P(KPa) + 9.20163E-7*P(KPa)^2-1.3032E-9*P(KPa)^3 +

1.04784E-12*P(KPa) 4-4.93085E-16*P(KPa) 5 + 1.3397E-19*P(KPa)^6-1.94192E-23*P(KPa)^7 + 1.15989E-27*P(KPa)^8

P!! )*+! S*"%#!%+!$!' 7 A 4.!4:: - !.1B31% D P C !.?!BB D - 1.44131e-!!% D P E - !.!!!??:3 D E C !.!!!3! D P D -

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