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Una máquina refrigerante que utiliza R-12 se usa para enfriar una corriente de aire atmosférico de 0,1 kg/s desde las condiciones ambiente de 94 kPa, 30 ºC y 40% de humedad hasta 5 ºC. Se pide:

a) Hacer un esquema de la instalación y de las evoluciones del aire en el diagrama h-w y del R-12 en el p-h.
b) Determinar los estados del ciclo del R-12 sabiendo que los saltos térmicos a través de los intercambiadores han de ser como mínimo de 5 ºC.
c) Calcular la potencia necesaria para el compresor, así como el gasto circulante de R-12.
Datos:

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

>	su1:="Aire":su2:="H2O":su3:="CCl2F2":dat:=[m=0.1*kg_/s_,p0=94e3*Pa_,T0=(30+273)*K_,phi0=0.4,Ts=(5+273)*K_,DT=5*K_,eta[C]=1];

Esquema:

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>	Adat:=get_gas_data(su1):Adat:=subs(c[p]=c[pa],R=R[a],M=M[a],T[b]=nada,[Adat]):dat:=op(dat),Const,SI2,SI1:

>	Wgdat:=get_gas_data(su2):Wgdat:=subs(c[p]=c[pv],R=R[v],M=M[v],[Wgdat]):Wldat:=get_liq_data(su2):Wdat:=op(Wgdat),Wldat:

>	R12gdat:=get_gas_data(su3):R12ldat:=get_liq_data(su3):R12dat:=R12gdat,R12ldat:get_pv_data(su3):pvR12(T):=pv(T):get_pv_data(su2):subs([c[pa],c[pv],c,T[b],h[lv0]])=subs(Adat,Wdat,[c[pa],c[pv],c,T[b],h[lv0]]);subs([c[p],c,T[b],h[lv0]])=subs(R12dat,[c[p],c,T[b],h[lv0]]);

a) Hacer un esquema de la instalación y de las evoluciones del aire en el diagrama h-w y del R-12 en el p-h.

b) Determinar los estados del ciclo del R-12 sabiendo que los saltos térmicos a través de los intercambiadores han de ser como mínimo de 5 ºC.

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T1:=Ts-DT;T1_:=subs(dat,T1);p1_:=evalf(subs(T=T1_,pvR12(T))):'p1'=evalf(%,2);T3:=T0+DT;T3_:=subs(dat,T3);p2_:=evalf(subs(T=T3_,pvR12(T))):'p2'=evalf(%,2);h1_:=subs(R12dat,T=T1_,hv(T)):'h1'=evalf(%,2);;T2s_:=subs(dat,R12dat,T1_*(p2_/p1_)^((gamma-1)/gamma)):'T2s'=evalf(%,3);h2s_:=subs(dat,R12dat,T=T2s_,hv(T)):'h2s'=evalf(%,2);h2_:=subs(dat,h1_+(h2s_-h1_)/eta[C]):'h2'=evalf(%,2);h3_:=subs(dat,R12dat,T=T3_,hl(T)):'h3'=evalf(%,2);

c) Calcular la potencia necesaria para el compresor, así como el gasto circulante de R-12.

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P[C]:=subs(dat,mR12*(h2-h1));eqBEevap:=mR12*(h1-h4)=m*(h0-hs);w0_:=evalf(subs(dat,Wdat,w(phi0,T0,p0))):'w0'=evalf(%,2);h0_:=subs(dat,Adat,Wdat,T=T0,dat,h(T,w0_)):'h0'=evalf(%,2);ws_:=evalf(subs(dat,Wdat,w(1,Ts,p0))):'ws'=evalf(%,2);hs_:=subs(dat,Adat,Wdat,T=Ts,dat,h(T,ws_)):'hs'=evalf(%,2);mR12_:=subs(dat,solve(subs(dat,mR12*(h1_-h3_)=m*(h0_-hs_)),mR12)):'mR12'=evalf(%,2);P[C]:=subs(dat,mR12_*(h2_-h1_)):'P[C]'=evalf(%,2);

i.e. el compresor consume 670 W.

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