>	restart:#"m18_p18"

Se desea enfriar una coriiente de 5 litros por segundo de agua desde la temperatura ambiente, que es de 32 °C, hasta 2 °C. Se pide:

a)•Coste energético mínimo.

b)•Presiones de funcionamiento de una máquina de R-12 que consiguiera el efecto deseado con saltos mínimos de temperatura de 5 °C en los cambiadores.

c)•Consumo energético en el caso anterior.

d)•Consumo energético considerando un rendimiento isoentrópico del 75% para el compresor y un sobrecalentamiento de 5 °C antes de la entrada del compresor, a expensas de un enfriamiento del líquido a la salida del condensador.

Datos::

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

>	su1:="H2O":su2:="CCl2F2":dat:=[m=5*kg_/s_,T20=(2+273)*K_,T10=(32+273)*K_,DT=5*K_,etaC=0.75];

>

>

>

Eqs. const.:

>	Wdat:=get_gas_data(su1),get_liq_data(su1):R12dat:=get_gas_data(su2),get_liq_data(su2):get_pv_data(su2):pvR12(T):=pv(T);get_pv_data(su1):'pvW'=pv(T);dat:=op(dat),Const,SI2,SI1:

a)•Coste energético mínimo.

>	Wmin:=m*Dphi;Wmin:=m*(Dh-T0*Ds);Dh:=c*(T10-T20);Dh_:=subs(dat,Wdat,Dh);Q2:='m*Dh';Q2_:=subs(dat,m*Dh_):'Q2'=evalf(%,2);Ds:=c*ln(T10/T20);Ds_:=subs(dat,Wdat,Ds):'Ds'=evalf(%,2);Wmin_:=subs(dat,evalf(subs(dat,m*(Dh_-T0*Ds_)))):'Wmin'=evalf(%,2);

b)•Presiones de funcionamiento de una máquina de R-12 que consiguiera el efecto deseado con saltos mínimos de temperatura de 5 °C en los cambiadores.

>	T1:=T20-DT;T3:=T10+DT;p1:='p[v](T1)';p1_:=subs(dat,evalf(subs(T=T1,dat,pvR12(T)))):'p1'=evalf(%,2);p2_:=subs(dat,evalf(subs(T=T3,dat,pvR12(T)))):'p2'=evalf(%,2);

c)•Consumo energético en el caso anterior.

>

h1_:=subs(R12dat,T=T1,dat,hv(T)):'h1'=evalf(%,2);T2:=subs(etaC=1,'T1*(1+((p2/p1)^((gamma-1)/gamma)-1)/etaC)');T2_:=subs(etaC=1,p1=p1_,p2=p2_,R12dat,dat,T2):'T2'=evalf(%,3);h2_:=subs(R12dat,T=T2_,dat,hv(T)):'h2'=evalf(%,2);h3_:=subs(R12dat,T=T3,dat,hl(T)):'h3'=evalf(%,2);'h4'=evalf(rhs(%),2);eqetae:=eta[e]=(h1-h4)/(h2-h1);eqetae:=eta[e]=(h1_-h3_)/(h2_-h1_):evalf(%,2);mR12:='Q2/(h1-h4)';mR12_:=subs(dat,Q2_/(h1_-h3_)):'mR12'=evalf(%,2);W12:='mR12*(h2-h1)';W12_:=subs(dat,mR12_*(h2_-h1_)):'W12'=evalf(%,2);

Si en vez del modelo de sustancia perfecta se usan las tablas del R12, se obtiene:

>	h1:=570e3:s1:=4740:h2:=590e3:T2:=320:h3:=450e3:h4:=h3:eqe:=eta[e]=subs(dat,(h1-h4)/(h2-h1)):evalf(%,2);W12_:=subs(dat,Q2_*(h2-h1)/(h1-h4)):'W12'=evalf(%,2);

d)•Consumo energético considerando un rendimiento isoentrópico del 75% para el compresor y un sobrecalentamiento de 5 °C antes de la entrada del compresor, a expensas de un enfriamiento del líquido a la salida del condensador.

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T11:='T1+DT';h11_:=subs(R12dat,T=T11,dat,hv(T)):'h11'=evalf(%,2);T2:='T11*(1+((p2/p1)^((gamma-1)/gamma)-1)/etaC)';T2_:=subs(p1=p1_,p2=p2_,R12dat,dat,T2):'T2'=evalf(%,3);h2_:=subs(R12dat,T=T2_,dat,hv(T)):'h2'=evalf(%,2);h31:='h3-(h11-h1)';h31_:=h3_-(h11_-h1_):'h31'=evalf(%,2);'h41'=evalf(rhs(%),2);eqetae:=eta[e]='(h1-h41)/(h2-h11)';eqetae:=eta[e]=(h1_-h31_)/(h2_-h11_):evalf(%,2);mR12:='Q2/(h1-h41)';mR12_:=subs(dat,Q2_/(h1_-h31_)):'mR12'=evalf(%,2);W12:='mR12*(h2-h11)';W12_:=subs(dat,mR12_*(h2_-h11_)):'W12'=evalf(%,2);

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