Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CICLOS DE REFRIGERACIÓN
y nitrógeno (tres gases licuados que se usan comúnmente) son 268, 240 y
147 °C, respectivamente. Por lo tanto, ninguna de estas sustancias existirá
en forma líquida en condiciones atmosféricas. Además, las bajas temperaturas
de esta magnitud no se obtienen con técnicas ordinarias de refrigeración.
Entonces, la pregunta que necesita responderse en la licuefacción de gases es:
¿Cómo puede reducirse la temperatura de un gas por debajo de su valor de
punto crítico?
Varios ciclos, algunos complejos y otros sencillos, se utilizan con buenos
resultados en la licuefacción de gases. En seguida se analiza el ciclo Linde-
Hampson que se representa de manera esquemática y en un diagrama T-s en
la figura 11-17.
El gas de reposición se mezcla con la parte no condensada del gas del ciclo
previo, y la mezcla en el estado 2 se comprime mediante un compresor de
múltiples etapas hasta el estado 3. El proceso de compresión se acerca a un
proceso isotérmico debido al interenfriamiento. El gas de alta presión se enfría
en un enfriador posterior con un medio de enfriamiento o con un sistema de
refrigeración externo independiente hasta el estado 4. El gas se enfría todavía
más en un intercambiador de calor a contraflujo regenerativo por medio
de una parte no condensada del gas del ciclo previo hasta el estado 5, y se
estrangula hasta el estado 6, el cual es un estado de vapor húmedo. El líquido
(estado 7) se colecta como el producto deseado, y el vapor (estado 8) se envía
al regenerador a enfriar el gas de alta presión que se aproxima a la válvula de
estrangulamiento. Por último, el gas se mezcla con gas fresco de reposición, y
el ciclo se repite.
Intercambiador
de calor
3
4
Compresor
de etapas
múltiples
2
T
3
6
Q
5
8
9
Regenerador
Vapor
recirculado
1
Gas de
reposición
7
5
6
4
8
2
9
1
s
7
Líquido removido
FIGURA 11-17
Sistema Linde-Hampson para la licuefacción de gases.