Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CAPÍTULO 11
Aire de la cocina
T
Válvula de
expansión
4
3
Q H
Condensador
Refrigerador
5
Compresor
Válvula de
Q L,R expansión 1
6
2
3
4
Q L,R
5
A 6
2
1
Q H
Q L,F
A (Etapa alternativa)
Congelador
Q L,F
s
FIGURA 11-16
Esquema y diagrama T-s para una unidad de refrigerador-congelador con un compresor.
quizá antieconómico. Un planteamiento más práctico y económico sería enviar
todos los flujos de salida de los evaporadores a un solo compresor, y dejar que
éste maneje el proceso de compresión para el sistema completo.
Considere, por ejemplo, una unidad ordinaria de congelador-refrigerador.
Un esquema simplificado de la unidad y el diagrama T-s del ciclo se presentan
en la figura 11-16. La mayor parte de los alimentos refrigerados tienen un alto
contenido de agua y el espacio refrigerado debe mantenerse arriba del punto
de congelación para evitar el congelamiento. El compartimiento del congelador,
sin embargo, se mantiene a casi 18 °C. Por consiguiente, el refrigerante
debe entrar al congelador a 25 °C para tener una transferencia de calor a
una tasa razonable en el congelador. Si se usara una sola válvula de expansión
y un evaporador, el refrigerante tendría que circular en ambos compartimientos
a casi 25 °C, lo que provocaría la formación de hielo en la vecindad
de los serpentines del evaporador, y la deshidratación del producto. Este problema
se elimina estrangulando el refrigerante a una presión más alta (y en
consecuencia, la temperatura) para su uso en el espacio refrigerado, y después
estrangulándolo hasta la presión mínima cuando se utilice en el congelador.
La totalidad del refrigerante que sale del compartimiento del congelador se
comprime después con un solo compresor hasta la presión del condensador.
Licuefacción de gases
La licuefacción de gases siempre ha sido un área importante de la refrigeración,
pues muchos procesos científicos y de ingeniería a temperaturas criogénicas
(temperaturas por debajo de 100 °C) dependen de gases licuados.
Algunos ejemplos son la separación del oxígeno y del nitrógeno del aire, la
preparación de propulsores líquidos para cohetes, el estudio de propiedades de
materiales a bajas temperaturas, y el estudio de algunos fenómenos interesantes
como la superconductividad.
A temperaturas superiores al valor del punto crítico, una sustancia existe
únicamente en la fase gaseosa. Las temperaturas críticas del helio, hidrógeno