01 conceptos basicos de termodinamica

REFRIGERACIÓN REFRIGERACIÓN INDUSTRIALINDUSTRIAL

1. CONCEPTOS BASICOS 1. CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINAMICADE TERMODINAMICA

Presión.Presión.

Temperatura.Temperatura.

Calor.Calor.

Entalpia.Entalpia.

Diagrama Presión EntalpiaDiagrama Presión Entalpia

Temperatura de SaturaciónTemperatura de Saturación

Líquido Saturado y SubenfriadoLíquido Saturado y Subenfriado

Vapor Saturado y SobrecalentadoVapor Saturado y Sobrecalentado

PRESIÓNPRESIÓNFuerza que se ejerce sobre una unidad de superficie Fuerza que se ejerce sobre una unidad de superficie

determinada.determinada.

En sistemas de refrigeración son importantes las En sistemas de refrigeración son importantes las siguientes:siguientes:

• Presión de succiónPresión de succión

• Presión de descargaPresión de descarga

• Presión diferencial de aceitePresión diferencial de aceite

Unidades usadas: Kg/cmUnidades usadas: Kg/cm2 2 , Psi, Mpa, Psi, Mpa

• 1 Kg/cm1 Kg/cm22 = 14.22 psi = 0.098 Mpa = 14.22 psi = 0.098 Mpa

• 1 PSI = 0.007 Mpa = 0.07 Kg/cm1 PSI = 0.007 Mpa = 0.07 Kg/cm22

• 1 Mpa = 10.2 Kg/cm1 Mpa = 10.2 Kg/cm22 = 145 psi = 145 psi

TEMPERATURATEMPERATURAGrado de presión térmica a la cual esta sometido un Grado de presión térmica a la cual esta sometido un

cuerpocuerpo

En sistemas de refrigeración son importantes las En sistemas de refrigeración son importantes las siguientes:siguientes:

• Temperatura de succiónTemperatura de succión

• Temperatura de descargaTemperatura de descarga

• Temperatura de aceiteTemperatura de aceite

Unidades usadas: ºC, ºFUnidades usadas: ºC, ºF

• ºF = ºC x 9/5 + 32ºF = ºC x 9/5 + 32

• ºC = (ºF - 32)/5/9ºC = (ºF - 32)/5/9

•TEMPERATURA DE SATURACIÓN Se define como la temperatura a la cual un líquido pasa de la fase Líquida a la fase de vapor o viceversa a una presión dada.

•- Líquido Saturado: Es aquel que se encuentra a una temperatura de saturación.•- Líquido Subenfriado: cuando se encuentra en condiciones inferiores a la temperatura de saturación.•- Vapor Saturado: Es aquel que se encuentra a una temperatura de saturación.•- Vapor Sobrecalentado: Es cuando un vapor se encuentra por encima de su temperatura de saturación.

CALORCALOREs una forma de energía en movimiento de un cuerpo Es una forma de energía en movimiento de un cuerpo

a otro como resultado de una diferencia de a otro como resultado de una diferencia de temperaturas entre ambos. Es usual medir el calor temperaturas entre ambos. Es usual medir el calor

en las siguientes unidades:en las siguientes unidades:

• Kilocaloría (Kcal): Cantidad de calor necesario para Kilocaloría (Kcal): Cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un kilogramo de agua en elevar la temperatura de un kilogramo de agua en un grado centígrado.un grado centígrado.

• BTU: Cantidad de calor necesario para elevar la BTU: Cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de una libra de agua en un grado temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit.Fahrenheit.

TRASMISIÓN DE CALORTRASMISIÓN DE CALOR

• El calor se trasmite por:El calor se trasmite por:

• - - Conducción: cuando el calor fluye por contacto físico Conducción: cuando el calor fluye por contacto físico

directo.directo.

• - - Convección: cuando el calor se desplaza por medio de Convección: cuando el calor se desplaza por medio de

corrientescorrientes

establecidas de un medio que fluye, ejemplo: aire caliente.establecidas de un medio que fluye, ejemplo: aire caliente.

• - - Radiación: cuando la energía se trasmite por medio Radiación: cuando la energía se trasmite por medio de ondas sin lade ondas sin la

• intervención directa de la materia. intervención directa de la materia.

CALORCALOR

• CALOR SENSIBLE: CALOR SENSIBLE: Energía que produce un cambio de Energía que produce un cambio de temperatura, sin cambiar el estado de la materia.temperatura, sin cambiar el estado de la materia.

• CALOR LATENTE: CALOR LATENTE: Energía que produce un cambio de Energía que produce un cambio de

estado de la materia a temperatura constante.estado de la materia a temperatura constante.

ENTALPIAENTALPIA

Es una propiedad de la materia que se define como la Es una propiedad de la materia que se define como la cantidad de calor que posee un cuerpo. Debido a que cantidad de calor que posee un cuerpo. Debido a que

es una propiedad de la materia se puede expresar es una propiedad de la materia se puede expresar como entalpía total o como entalpía por unidad de como entalpía total o como entalpía por unidad de

masa.masa.

Las unidades usadas son:Las unidades usadas son:

Kcal/Kg o Btu/Lb.Kcal/Kg o Btu/Lb.

ENTROPÍAENTROPÍA

• Es una medida del desorden energético que Es una medida del desorden energético que posee un cuerpo. posee un cuerpo.

• En teoría representa la energía total En teoría representa la energía total transferida al material por grado de transferida al material por grado de temperatura, para llevar a este a su temperatura, para llevar a este a su condición de energía real desde un punto condición de energía real desde un punto de referencia seleccionado arbitrariamente de referencia seleccionado arbitrariamente

ESTADOS DE LA ESTADOS DE LA MATERIAMATERIA

• La materia puede existir en cuatro La materia puede existir en cuatro diferentes fases de estado: sólido, diferentes fases de estado: sólido, líquido, gaseoso y plasma o bajo ciertas líquido, gaseoso y plasma o bajo ciertas condiciones de presión y temperatura condiciones de presión y temperatura pueden coexistir en cualquiera de los pueden coexistir en cualquiera de los cuatro estados, es decir que al quitar o cuatro estados, es decir que al quitar o agregar energía puede lograrse el agregar energía puede lograrse el cambio de estado físico de la materia.cambio de estado físico de la materia.


• Solido : Solido : Estado de la materia en la que Estado de la materia en la que posee un tamaño y forma definidos, posee un tamaño y forma definidos, debido a que sus átomos están muy debido a que sus átomos están muy próximos y ligados por fuerzas de próximos y ligados por fuerzas de cohesión muy considerables. cohesión muy considerables.


• LiquidoLiquido: Es el estado intermedio : Es el estado intermedio entre los estados entre los estados sólido y y gaseoso, por el que pasan la mayoría de , por el que pasan la mayoría de los materiales al ser calentados los materiales al ser calentados por encima del punto de fusión. por encima del punto de fusión. o ser enfriados por debajo del o ser enfriados por debajo del punto crioscópico. punto crioscópico.


• Gaseoso: Gaseoso: Estado de la materia en el que Estado de la materia en el que ésta no tiene una forma determinada. Su ésta no tiene una forma determinada. Su característica principal es la movilidad de característica principal es la movilidad de sus componentes sus componentes (átomos y moléculas), (átomos y moléculas), lo lo que permite a las sustancias ocupar que permite a las sustancias ocupar completamente cualquier recipiente en el completamente cualquier recipiente en el que se sitúe, distribuyéndose por todo el que se sitúe, distribuyéndose por todo el espacio disponible. Se caracteriza también espacio disponible. Se caracteriza también por sus densidades relativamente bajas.por sus densidades relativamente bajas.


• Plasma: Plasma: Nombre que recibe el cuarto estado de Nombre que recibe el cuarto estado de agregación de la materia y que está constituido por agregación de la materia y que está constituido por un fluido obtenido mediante la casi completa un fluido obtenido mediante la casi completa ionización de un gas, inicialmente neutro, a ionización de un gas, inicialmente neutro, a temperaturas muy elevadas. temperaturas muy elevadas.

Dicho fluido contiene proporciones prácticamente Dicho fluido contiene proporciones prácticamente iguales de electrones negativos y de iones iguales de electrones negativos y de iones positivos positivos (cationes), (cationes), por lo que en grandes volúmenes por lo que en grandes volúmenes es casi neutro y conduce excelentemente la es casi neutro y conduce excelentemente la electricidad. Además, en su interior se encuentran electricidad. Además, en su interior se encuentran cantidades pequeñas cantidades pequeñas (nunca superiores a 1 %)(nunca superiores a 1 %) de de moléculas neutras moléculas neutras (neutrones). (neutrones).

•RELACIÓN PRESIÓN -TEMPERATURA

•La temperatura de saturación de un fluido depende de la presión del fluido.Al aumentar la presión aumenta la temperatura de saturación y si disminuyea presión baja la temperatura de saturación.

•En general se define refrigeración como cualquier proceso encaminado a reducir o mantener la temperatura de un cuerpo. •Esto se logra extrayendo calor del cuerpo a refrigerar y transfiriéndolo a otro cuerpo cuya temperatura es inferior a la del cuerpo refrigerado.

•REFRIGERACIÓN

•CARGA DE REFRIGERACIÓN

•Es la velocidad a la cual deba ser eliminado el calor de un espacio o un•cuerpo a fin de lograr y /o mantener una temperatura deseada.

•AGENTE REFRIGERANTEEn cualquier proceso de refrigeración, es la sustancia empleada para absorber el calor. Siempre la temperatura del refrigerante debe mantenersepor debajo de la temperatura del material o del espacio que va a ser refrigerado.•Entre los refrigerantes más conocidos están los flouorocarbonados o comercialmente llamados freones R-11, R-12, R-22, R-502, R-134 Y R-404 y el 100% ecológico, amoniaco R717. •Los refrigerantes R-11, R-12 y R-22 están en vía deextinción por el daño que causan a la capa de ozono; por esto se handesarrollado el R-502, R-134 y R-404.

•SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN DIRECTO HE INDIRECTO

•DIRECTO, Es aquel que utiliza el refrigerante en contacto directo con el espacio o arterial a refrigerar. •Indirecto, el refrigerante enfría en un primer paso un refrigerante secundario y este posteriormente enfría el espacio

o producto a refrigerar.

•Se expresa en BTU/hr o en términos equivalentes a la fusión del hielo, ya que antiguamente se utilizaba el hielo como medio de enfriamiento. Por lo tanto un sistema de refrigeración con capacidad de una tonelada de refrigeración tiene el equivalente a la fusiónde 1 tonelada de hielo en un periodo de 24 horas, esto también es equivalente a 12.000BTU/hr o en el sistema métrico equivalentes a 3.517kJ/sg o Kw.

•CAPACIDAD FRIGORÍFICA

•CAPACIDAD DEL SISTEMA•Es la velocidad a la que se puede efectuar la eliminación de calor en el espacio o material a refrigerar.•CAPACIDAD DEL COMPRESOR•En un sistema de refrigeración equilibrado, el compresor debe tener la capacidad para desplazar en un tiempo dado la misma cantidad de gas generado en el evaporador en el mismo intervalo de tiempo.

01 conceptos basicos de termodinamica

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