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UNIVERSID D N CION L

“PEDRO RUIZ G LLO”

 

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

DOCENTE 

ING.ROBINSON TAPIA ASENJO

TEMA 

EJERCICIOS UNIDAD 1

DATOS PERSONALES 

FRANKLIN R. DAVILA QUISPE

111997-D 10º ciclo

FECHA

02/06/2016

CURSO 

PROCESOS TERMICOS II

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SISTEMAS DE COMPRESIÓN SIMPLE

1)  PROBLEMA CS1

PUNTOP T h s

bar º C kJ/kg kJ/kg.K1 1.33 -20.00 385.28 1.73622 10.20 48.08 427.52 1.73623 10.20 40.13 256.36 -4 1.33 -20.00 256.36 -

a) Producción frigorífica del evaporador : 128.92 kJ/kg

b) Potencia específica de compresión : 42.24 kJ/kgc) Calor por unidad de masa intercambiado en el condensador : 171.16 kJ/kg

d) Eficiencia de la instalación : 3.05

=253

313.13 − 253= 4.21 

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2)  PROBLEMA CS2

PUNTO

P T h s

bar º C kJ/kg kJ/kg.K1’   1.33 -20.00 385.28 -

1 1.18 -5.00 398.26 1.7953 2’   11.2 69.03 449.22 1.7953

2 10.2 67.48 449.22 -3’   10.2 40.13 256.36 -

3 10.2 35.13 248.94 -4 1.33 -20.00 248.94 -

a) Producción frigorífica del evaporador : 148.32 kJ/kg

b) Potencia específica de compresión : 50.96 kJ/kgc) Calor por unidad de masa intercambiado en el condensador : 200.28 kJ/kg

d) Eficiencia de la instalación : 2.93

=253

308.13 − 253= 4.59 

Evolución del rendimiento interno del compresor:

= 0.96 − 0.03 ∗11.21.18

= 0.675

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3)  PROBLEMA CS3.1

SIN INTERCAMBIADOR:

PUNTOP T h s

bar º C kJ/kg kJ/kg.K1’   1.33 -20.000 385.279 1.7362

 2’   10.16 47.938 427.447 1.7362

3’   10.16 40.000 256.160

4’   1.330 -20.000 256.160

CON INTERCAMBIADOR:En el intercambiador: = ′ − −  Dada una eficiencias de 0.5 : = 10 º

Por balance térmico: = ′ + ′ −  Por lo tanto: ℎ = 428.00 kJ/kg

PUNTOP T h s

bar º C kJ/kg kJ/kg.K1’   1.33 -20.00 385.28 -

1 1.33 29.91 428.00 1.89012 10.16 96.15 480.43 1.89013’   10.16 40.00 256.16 -

3 10.16 10.00 213.44 -4 1.33 -20.00 213.44 -

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  PROBLEMA CS3.2

SIN INTERCAMBIADOR:

PUNTOP T h s

bar º C kJ/kg kJ/kg.K1’   2.45 -20.00 397.476 1.7842

2’   15.34 71.00 444.360 1.7842

3’   15.34 40.00 249.674

4’   2.45 -20.00 249.674

CON INTERCAMBIADOR:En el intercambiador: = ′ − −  Dada una eficiencias de 0.5 : = 10 º

Por balance térmico: = ′ + ′ −  Por lo tanto: ℎ = 435.27 kJ/kg

PUNTOP T h s

bar º C kJ/kg kJ/kg.K1’   2.45 -20.00 397.48 -

1 2.45 36.59 435.27 1.91882 15.34 131.02 494.59 1.91883’   15.34 40.00 249.67 -

3 15.34 10.00 211.88 -

4 2.45 -20.00 211.88 -

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  PROBLEMA CS3.3

SIN INTERCAMBIADOR:

PUNTOP T h s

bar º C kJ/kg kJ/kg.K1’   3.17 -20.00 354.90 1.6165

 2’   18.80 53.76 391.12 1.6165

3’   18.80 40.00 252.04

4’   3.17 -20.00 252.04

CON INTERCAMBIADOR:En el intercambiador: = ′ − −  Dada una eficiencias de 0.5 : = 10 º

Por balance térmico: = ′ + ′ −  Por lo tanto: ℎ =394.61 kJ/kg

PUNTOP T h s

bar º C kJ/kg kJ/kg.K1’   3.17 -20.00 354.90 -

1 3.17 32.20 394.61 1.75902 18.80 103.09 441.10 1.75903’   18.80 40.00 252.04 -

3 18.80 10.00 212.33 -4 3.17 -20.00 212.33 -

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CUADRO COMPARATIVO:Se consideró un intercambiador con eficiencias 50% en los tres casos

PARÁMETROSSÍMBOL

OUNIDADES

FÓRMUL A

REFRIGERANTER 134-a R 22 R 507A

Producción

frigorífica específica  kJ/kg ℎ′ − ℎ  171.84 185.60 142.57

Trabajo

isoentrópico decompresión

W kJ/kg ℎ − ℎ  52.43 59.32 46.49

Coeficiente de

PerformanceCOP -  /  3.28 3.12 3.07

Temperatura de

descargaT ºC   96.15 131.02 103.09

4)  PROBLEMA CS4

SIN INTERCAMBIADOR NI TANQUE FLASH:

PUNTOP T h s

bar º C kJ/kg kJ/kg.K1’   3.17 -20.00 354.90 1.6165

 2’   18.80 53.76 391.12 1.6165

3’   18.80 40.00 252.04

4’   3.17 -20.00 252.04

CONFIGURACIÓN A:

CON INTERCAMBIADOR Y CON TANQUE FLASH:En el intercambiador: = − − ′ Dada una eficiencias de 0.5 : = 9 º

Por balance térmico: = ′ + −  Por lo tanto: ℎ =392.91 kJ/kg

PUNTO P T h sbar º C kJ/kg kJ/kg.K

1 3.17 30.03 392.91 1.7534

2 18.80 100.97 439.01 1.7534

3’  18.80 40.00 252.04 -

3 18.80 38.00 249.10 -

4 18.80 9.00 211.09 -

5 3.17 -20.00 211.09 -

6 3.17 -20.00 175.42 -

7 3.17 -18.00 356.39 -

8 3.17 -20.00 354.90 1.6165

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Potencia Frigorífica: =  ℎ − ℎ = 15.69  

Por tanto: = . / 

Balance Térmico en tanque FLASH:  ℎ +  ℎ =  ℎ +  ℎ 

Se obtiene: = . / 

En el Compresor:

Rendimiento volumétrico:

= . − . (  ⁄   ) = .  

Volumen Geométricamente disponible:

=   ∙

= . / = . / 

SE SELECCIONA EL COMPRESOR MODELO GIT-810 (VG = 48.45 m3/h)

PUNTOP T h v

bar º C kJ/kg m3/kg1 3.17 30.03 392.91 0.07665

2 18.80 100.97 439.01 -

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En el Compresor:

Rendimiento volumétrico: = 0.838 − 0.0313   ⁄   = 0.833 

Se seleccionó el compresor modelo GIT-810:   = 48.45 /ℎ 

Volumen Geométricamente disponible:

=  ∙

= 0.184 / 

Balance Térmico en tanque FLASH:  ℎ +  ℎ =  ℎ +  ℎ 

Se obtiene: = . / 

Potencia frigorífica: =   − = .  

Eficiencia de la Compresión:

=

ℎ − ℎℎ − ℎ = 0.9 

Entonces:  = . /. 

Rendimiento Energético:

=ℎ − ℎ

ℎ − ℎ 

Por lo tanto: = .  

PUNTOP T h v

bar º C kJ/kg m3/kg1 3.17 -20.00 354.90 0.06078

2 18.80 53.77 391.12 -