LLAMOCCA BELTRÁN, Yuri Iván código: 19095856

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Ayacucho - Asentamiento Humano Señor De la Picota Mz “C” lote – 11

RESOLUCION DE UN PROBLEMA DE CAMARA DE MADURACIÓN.

1. Un alumno de ingeniería , cuenta con espacio de 75m3 totalmente hermético y tiene

pensado construir una cámara de maduración, usando un bomba de calor con

refrigerante el NH3, que tenga una temperatura de 30 C, en la cual entran 160

canastillas que contiene 8 kg de fruta con calor especifico 2.8kcal/kg. C, realizando

una renovación de aire de 2 veces al día con 8 persona con calor especifico de 3.2kcal

/kg .C, y sabiendo que la temperatura del medio ambiente oscila a los 13 C y desea

saber la potencia del compresor que funciona con una eficiencia de 60%.

DATOS

S1=S2 (porque si considera ideal o isoentropico)

H3=h4

C p de aire: 0.24kcal/kg. C

C p de fruta: 2.8kcal/kg. C

T ambiente: 13 C

Densidad de aire: ρ=1.165kg/m3

Masa = 160 cajas que contiene 8 kg de fruta =1280 kg de fruta

Volumen = 75 m

Evaporador

Condensador

Propiedades del punto 1

Presión

(kg/cm2)

3.52

Temperatura

saturación

v f(kg/m3) = 0.001548

vg(kg/m3) = 0.03690

-5.73

h (kcal/ kg) = 343.1

Temperat

ura 1( °C)

-5.73

S(k cal/kg°C)= 1.2939

Propiedades en el punto 2

Presión

(kg/cm2)

14.06 ~

14.1

Temperatura

saturación

v (kg/m3) = 0.1207

35.7

h (kcal/ kg) = 390.7

Temperat

ura 1( °C)

93.8

S(k cal/kg°C)= 1.2939

Propiedades en el punto 3

Presión

(kg/cm2)

14.06

Temperatura

saturación

v (kg/m3) =

35.7

h (kcal/ kg) = 351.1

Temperat

ura 1( °C)

35.7 S(k cal/kg°C)= 1.1756

2. BALANCE DE ENERGÍA EN EL SISTEMA

Q CONDENSADOR = Q DEL ALIMENTO + Q DE AIRE + Q DE PERSONAS

Q= MASA *CP (Tf-Ti)

Q ALIMENTO= M fruta*Cp *(30-13) C

𝑄 𝐴𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 =1280𝑘𝑔

24ℎ∗

2.8𝑘𝑐𝑎𝑙

𝑘𝑔 𝐶∗ (30 − 13) 𝐶 =

2538.67𝑘𝑐𝑎𝑙

ℎ

𝑄 𝐴𝑖𝑟𝑒 =75 𝑚3

24ℎ∗

1.165𝑘𝑔

𝑚3∗

0.24𝑘𝑐𝑎𝑙

𝑘𝑔 𝐶 (30 − 13) 𝐶 =

14.85 𝑘𝑐𝑎𝑙

ℎ

𝑄 𝑃𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 =16 𝑝𝑒𝑟𝑠

24ℎ∗

60 𝑘𝑔

𝑝𝑒𝑟𝑠∗

3.2 𝑘𝑐𝑎𝑙

𝑘𝑔 𝐶 (30 − 37 ) 𝐶 =

−896 𝑘𝑐𝑎𝑙

ℎ

Q CONDENSADOR = Q DEL ALIMENTO + Q DE AIRE + Q DE PERSONAS

𝑄 𝐶𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛𝑠𝑎𝑑𝑜𝑟 = (2538.67 + 14.85 − 896) =1657.52 𝑘𝑐𝑎𝑙

ℎ

3. BALANCE EN EL CONDENSADOR

ℎ2 ∗ 𝑀 𝑟𝑒𝑓𝑟 + 𝑄 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛 = ℎ3 ∗ 𝑀𝑟𝑒𝑓𝑟

𝑄 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛 = 𝑀𝑟𝑒𝑓𝑟 (ℎ2 − ℎ3)

𝑀𝑟𝑒𝑓𝑟 =𝑄 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛

ℎ2 − ℎ3

𝑀 𝑟𝑒𝑓𝑟 = 1657.52

𝑘𝑐𝑎𝑙ℎ

390.7 − 351.1𝑘𝑐𝑎𝑙𝑘𝑔

=41.86 𝑘𝑔

ℎ

4. BALANCE EN EL COMPRESOR

𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒 𝛱 = 𝜔𝑖/𝜔𝑟

Q= 0

ℎ1 ∗ 𝑀 𝑟𝑒𝑓𝑟 + 𝑄 = ℎ2 ∗ 𝑀𝑟𝑒𝑓𝑟 + 𝟂𝒄

𝟂𝒄 = 𝑀𝑟𝑒𝑓𝑟(ℎ1 − ℎ2)

𝟂𝒄 = 41.86𝑘𝑔

ℎ∗

(343.1 − 390.7)𝑘𝑐𝑎𝑙

𝑘𝑔 =

−1992.54𝑘𝑐𝑎𝑙

ℎ

𝜔𝑖/𝛱 = 𝜔𝑟

𝜔𝑟 =𝜔𝑖

𝛱= −

1992𝑘𝑐𝑎𝑙ℎ

0.6=

−3320.9𝑘𝑐𝑎𝑙

ℎ∗

𝑘𝑤. ℎ

860.4𝑘𝑐𝑎𝑙∗

1.34ℎ𝑝

𝑘𝑤= 5.17ℎ𝑝 = 6 𝐻𝑝

Tomando consideraciones, se puede decir que no hay pérdida de energía por las paredes de la cámara

y que los envases tienen poca capacidad de transmitir calor mediante la convección hacia las frutas.