A los serpentines del evaporador en la parte posterior de la sección delcongelador de un refrigerador doméstico, entra refrigerante 134a a 100 kpa con una calidadde 20% y sale a 100 kpa y –26ºc. si el compresor consume 600 w de energía y el cop delrefrigerador es 1.2, determine
Respuestas
Respuesta:
se dice a las serpientes no a los serpentines
Explicación:
Hola!!
Respuesta:
ṁ= 0,0045 Kg/s
|Qh|= 1.32 Kw
Explicación:
a) (Primer foto)
Si nos fijamos en el diagrama en el que estan ubicados los dispositivos, vemos que desde la entrada del evaporador a la salida, el R-134, cambia de estado y por lo tanto sus propiedades. Como estan marcadas en la tabla.
Sabemos que el primer principio de la termodinamica. Nos dice que
Q-W=ΔEsistema.
Q-W= ΔU( variacion de la energia interna) + ΔEcinetica + ΔEpotencial
En el caso del evaporador, podemos hacer las siguientes aproximaciones por lo que nos dice el enunciado. El fluido al circular por el evaporador, no recibe o pierde energia en forma de trabajo por lo tanto. W=0, en realidad, si que hay trabajo, en este caso, trabajo flujo, pero es muy minima, por eso decimos que W es aproximadamente 0(cero). Otra aproximacion a tomar es que la variacion de la energia cinetica y potencial es 0. La velocidad del fluido no se ve afectada, y tampoco la altura, y si la hay no afecta en demasiado al resultado.
Luego de hacer estas aproximaciones, nos queda:
Q=ΔU. Esto lo podemos escribir en forma de tasa (KJ/s)
Que es como la ecuacion que esta en la foto con el puntito arriba, eso implica que esta en forma de tasa.
Luego sabemos que, la variacion de la energia interna en forma de tasa/ la variacion de la energia interna en forma especificia (esto es independientemente de la masa), es igual al flujo masico. Entonces de ahi podemos reescribir la ecuacion y nos quedaria.
Q(forma de tasa)= ṁ(flujo masico) * Δu(variacion de la energia interna en forma especifica).
Ahora, sabemos que el COP para una maquina refrigeradora es, el calor de entrada al sistema/ potencia. Entonces, fijate que en el sistema justamente en la parte del evaporador que planteamos el primer principio de la termodinamica, tenemos el Ql en esa ecuacion, y es un calor positivo porque entra al sistema (seria negativo si sale del sistema, caso del condensador). Es decir, podemos hallar el Q en forma de tasa que entra al sistema. Este nos da 0.72 Kw.
Con este dato, como dijimos es el calor que tenemos en la ecuacion del primer principio de la termodinamica, lo ponemos en la formula, y con los datos de las energias internas obtenidas por tabla o algun software, obtenemos el ṁ(flujo masico). Este nos da, 0,0045 Kg/s.
Para la parte b). (segunda foto)
Tenemos dos maneras, una es saber uno de los enunciados del 2do principio de la termodinamica, que nos dice, que ninguna maquina frigorifica puede ir de un foco frio a un foco caliente sin la adicion de W. Entonces mediante este enunciado sabemos que tiene que entrar trabajo al sistema (heladera), para extraer el calor y llevarlo a un foco caliente. Entonces, al sistema entra energia en forma de trabajo y de calor, proveniente de la fuente fria, y sale energia hacia el foco caliente. Y por el primer principio de la termodinamica, sabemos que la energia no se crea ni se destruye, sino que se transforma, entonces, se debe cumplir que:
Qh= Ql + W= 0.72 Kw+0.6Kw= 1.32 Kw
La otra manera, es como esta en la foto, donde sabemos que el COP lo podemos con la ecuación que esta en la imagen. Pero llegamos al mismo resultado.
Espero haber sido claro. Son ejercicios difíciles de explicar sin muchos símbolos a mano. Quedo a disposición por si algo no se entiende.
Saludos!!
