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miércoles, 22 de mayo de 2019

TERMODINÁMICA FUNDAMENTOS DE REFRIGERACION


FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIÓN


  • Generalmente confundimos la palabra refrigeracion con FRÍO y con ENFRIAMIENTO, sin embargo la ingeniería de refrigeración trata con la transmisión de calor. 
  • Concepto fundamental que debe ser comprendido para entender la operacion de un sistema de refrigeración. 
TERMODINÁMICA 

  • Es una rama de la ciencia que trata sobre la acción mecánica del calor. La primera ley de la termodinámica dice: la energía no puede ser creada ni destruida, solo se transforma. 
TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA  - EFICIENCIA 

Sistema: proceso de uso y conversión de energía (trabajo- realizado).

FUENTES DE ENERGÍA 

Primera ley de la termodinámica: " La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma". 
Segunda ley de la termodinámica: " El calor siempre viaja del cuerpo a mayor temperatura al cuerpo con menor temperatura".  

CALOR 

Forma de energía, creada principalmente por la transformación  de otros tipos de energia de calor.

UNIDADES DE CALOR 

  • La unidad básica de calor para aumentar 1°C la temperatura de 1 gramo de agua es el gramo caloría.
  • La unidad comúnmente usada es el kilo-caloría ( calor necesario para aumentar 1°C la temperatura de 1 kg de agua).
  • En refrigeracion, normalmente usamos también la unidad conocida como BTU (British Thermal Unit), que es el calor necesario para elevar 1°F la temperatura  de una 1 libra de agua , para calcular los compresores de los cuartos fríos
TONELADA DE REFRIGERACIÓN 

Es la cantidad de calor absorbida por la fusión de una tonelada de hielo puro en 24 horas. 

1 T.R. = 12.000 btu´s / hr
1 T.R. = 3.024 kcal / hr


ENTALPÍA Y ENTROPÍA

Entropía (s) 

Energía perdida o desaprovechada en un sistema; mientras menor  entropía exista en el sistema, este sera mas eficiente. 

Entalpía (H) 

Representa la energía total de una sustancia; por lo que su variación representa la cantidad de energía transferida con el torno.


¿COMO FLUYE EL CALOR? 
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA.

El calor siempre viaja del cuerpo mas cálido al cuerpo más frío

El calor puede viajar de tres formas diferentes:

  • Conducción 
  • Convencional
  • Radiación 

CONDUCCIÓN

Es el flujo del calor a través de una sustancia. Para que haya transmisión de calor entre dos cuerpos de esta forma se requiere el contacto físico real.

CONVENCIÓN 

Es el flujo de calor por medio de un fluido, que puede ser un gas o un liquido, generalmente agua o aire.

RADIACIÓN

Es la transmision de calor por ondas similares alas de la luz y las ondas de radio.

CAMBIO DE ESTADO 

La mayoria de las substacias pueden existir en:ESTADO SOLIDO

  • LIQUIDO 
  • GASEOSO
CALOR ESPECÍFICO

No requiere el mismo calor para bajar en 10°F la temperatura del agua que para elevar en 10°F la temperatura del acero. El calor espesifico se puede definir como la energia requerida por una sustancia cualquiera para elevar ó bajar su temperatura. 

K Cal             BTU  
Kg . °C           lb . °F

CALOR SENSIBLE Y CALOR LATENTE 

El calor sensible es el calor que provoca un cambio de temperatura en una sustancia. El calor latente se refiere a la cantidad de calor que se tiene que agregar o retirar a una sustancia para que cambie de estado, aunque en este proceso no cambia la temperatura. 

CALOR SENSIBLE

Es el calor que provoca un cambio de temperatura en una sustancia. 

CALOR LATENTE 

Se refiere a la cantidad de calor que se tiene que agregar o retirar a una sustancia para que cambie de estado. Aunque este proceso no cambia la temperatura. 

CALOR LATENTE DE EVAPORACIÓN

Es el calor necesario para cambiar de una sustancia de estado líquido a vapor o de vapor a líquido. 

CALOR LATENTE DE SUBLIMACIÓN 

Es el calor necesario para hacer un cambio directo de sólido a vapor sin pasar por el estado líquido. 

TEMPERATURA DE SATURACION 

Condicion de temperatura y presión en la cual el vapor y el líquido pueden existir simultáneamente.

VAPOR SOBRECALENTADO

Sólo vapor; no hay líquido.

LIQUIDO SUB - ENFRIADO 

Sólo líquido; no hay vapor. 

ATMÓSFERA TERRESTRE

Vivimos en un planeta que está rodeado por una capa de gases tales por el oxígeno,  hidrógeno, carbono, argón, nitrógeno etc.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA 

Como referencia mundial la presión atmosférica se define como el equivalente de la presión causada por una columna de mercurio de 30" de alto (760mm).

PRESIÓN ABSOLUTA

Se expresa en terminos de Kg./cm2 (lb ./ pulg2). Se encuentra a partir del vacio perfecto.

Por lo tanto en el aire a nuestro alrededor, la presión absoluta y la atmosférica son iguales.

PRESIÓN MANOMÉTRICA 

Un manómetro esta calibrado para leer  0 kilos o libras cuando no esta conectado. Las presiones inferiores a cero se llaman milimetros o pulgadas de  vacío. Recuerde que la presión manométrica es relativa a la presión absoluta.

RELACIÓN DE TEMPERATURA - PRESIÓN (LÍQUIDOS)

La temperatura ala cual hierve un líquido, depende de la presión sobre el líquido.

RELACION TEMPERATURA - PRESIÓN (GASES)

Uno de los fundamentos de la termodinámica es la llamada " LEY DEL GAS PERFECTO". Esta se describe las relaciones existentes entre los tres factores básicos que controlan el comportamiento de un gas.

FACTORES BÁSICOS QUE CONTROLAN EL COMPORTAMIENTO DE UN GAS.


  • Volumen 
  • Temperarura 
  • Presión 
LEY DEL GAS PERFECTO

Presión 1*Volumen 1     =       Presión2 * Volumen2
     Temperatura1            =            Temperatura2


Aunque esta relación no es exacta nos da una base para aproximar el efecto causa en un gas por el cambio de los tres factores.

EFECTO DEL FLUJO DE FLUIDOS

Efecto del flujo de fluidos en la transmisión de calor. Cuanto mayor sea la turbulencia del flujo, mayor será la transmisión de calor.

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