>	restart:#"m18_p10"

Para refrigerar un local a  10 °C en un ambiente a 20 °C se va a usar una máquina de R 12 con temperaturas de evaporador y condensador de  20 °C y 30 °C, respectivamente. El vapor sale del evaporador a  15 °C, entra en un intercambiador de calor, saliendo a 18 °C, pasa por el compresor, luego pasa por el condensador, de donde sale a 25 °C, luego pasa por el otro lado del intercambiador de calor antedicho, y finalmente por la válvula de expansión que le da entrada al evaporador. Sabiendo que evacua 9,65 kW del local y que consume 3,82 kW, se pide:
a) Esquema de la instalación y diagrama p h de la evolución.
b) Presiones de funcionamiento.
c) Gasto másico necesario.
d) Rendimiento isoentrópico de la compresión.
e) Temperatura de entrada a la válvula.
f) Diferencia de temperatura media logarítmica y área necesaria para el intercambiador, suponiendo que el coeficiente global de transmisión de calor es de 50 W·m 2·K 1.
Datos::

>	read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc):

>	su1:="CCl2F2":dat:=[Tlocal=(-10+273)*K_,T0=(20+273)*K_,Tevap=(-20+273)*K_,Tcond=(30+273)*K_,T1=(-15+273)*K_,T2=(18+273)*K_,T4=(25+273)*K_,Qevap=9650*W_,Wcomp=3820*W_,K=50*W_/(m_^2*K_)];

Esquema:

>	Sistemas:=[compresor,cambiadores,válvula]:

>	Componentes:=[CCl2F2]:

>	Estados:=[1,2,3,4,5,6]:

>	Edat:=get_gas_data(su1),get_liq_data(su1):dat:=op(dat),Edat,Const,SI2,SI1:get_pv_data(su1):

a) Esquema de la instalación y diagrama p h de la evolución.

>

b) Presiones de funcionamiento.

>	pevap=p[v](T[evap]);pevap_:=subs(dat,evalf(subs(dat,pv(Tevap)))):'pevap'=evalf(%,2);

pcond_:=subs(dat,evalf(subs(dat,pv(Tcond)))):'pcond'=evalf(%,2);

c) Gasto másico necesario.

Hay que resolver el ciclo. Usemos el modelo de sustancia perfecta.

>

eqBEevap:=Qevap=mR12*(h1-h6);T1_:=subs(dat,T1);h1_:=subs(dat,T=T1_,dat,hv(T)):'h1'=evalf(%,2);T2_:=subs(dat,T2);h2_:=subs(dat,T=T2_,dat,hv(T)):'h2'=evalf(%,2);pi23:=p3/p2;pi23_:=pcond_/pevap_:'pi23'=evalf(%,2);T3:=T2*(1+(pi23^((gamma-1)/gamma)-1)/eta[C]);T3s_:=subs(p3=p2*pi23_,dat,eta[C]=1,T3):'T3s'=evalf(%,3);h3s_:=subs(dat,T=T3s_,dat,hv(T)):'h3s'=evalf(%,2);T4_:=subs(dat,T4);h4_:=subs(dat,T=T4_,dat,hv(T)):'h4'=evalf(%,2);eqBEHX:=h4-h5=h2-h1;eqBEHX_MSP:=c*(T4-T5)=c[p]*(T2-T1);T5_:=subs(dat,solve(%,T5)):'T5'=evalf(%,3);h5_:=subs(dat,T=T5_,dat,hl(T)):'h5'=evalf(%,2);h6_:=h5_:'h6'=evalf(%,2);mR12:=solve(eqBEevap,mR12);mR12_:=subs(h1=h1_,h6=h6_,dat,mR12):'mR12'=evalf(%,2);

d) Rendimiento isoentrópico de la compresión.

>	eqBEcomp:=Wcomp='mR12*(h3-h2)';h3:=expand(solve(%,h3));h3_:=subs(h6=h6_,h2=h2_,h1=h1_,dat,h3):'h3'=evalf(%,2);eqeta:=eta[C]='(h3s-h2)/(h3-h2)';eqeta_:=eta[C]=subs(dat,(h3s_-h2_)/(h3_-h2_)):evalf(%,2);

e) Temperatura de entrada a la válvula.

>	'T5'=evalf(T5_,3);

f) Diferencia de temperatura media logarítmica y área necesaria para el intercambiador, suponiendo que el coeficiente global de transmisión de calor es de 50 W·m 2·K 1.

>	eqHTHX:='mR12*(h2-h1)'=K*A*DTmltd;A:=solve(%,A);DTmltd:=((T4-T2)-(T5-T1))/ln((T4-T2)/(T5-T1));DTmltd_:=((T4_-T2_)-(T5_-T1_))/ln((T4_-T2_)/(T5_-T1_)):'DTmltd'=evalf(%,2);A_:=evalf(subs(h1=h1_,h2=h2_,h6=h6_,T5=T5_,dat,A)):'A'=evalf(%,2);

>