>	restart:#"m18_p19"

Una máquina de R-12 para refrigerar un local a -10º C, estando la atmósfera a 10 ºC, funciona con saltos mínimos de temperatura de 8 ºC en los cambiadores. Se pide:

a) Representación de la evolución en los diagramas T-s y p-h..

b) Presiones de funcionamiento.

c) Rendimiento energético y exergético

d) Suponiendo que los gases a la salida del evaporador se usan para enfriar el líquido condensado antes de la válvula, determinar las temperaturas extremas y los nuevos valores del rendimiento energético y exergético.

e) Comparar los resultados obtenidos usando los datos del diagrama del R-12, respecto a un modelo de gas y líquido perfectos y la presión de vapor que da la ecuación de Antoine.

Datos::

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

>	su:="CCl2F2":dat:=[T20=(-10+273)*K_,T10=(10+273)*K_,DT=8*K_];

>

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>

Esquema:

Eqs. const.:

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

a) Representación de la evolución en los diagramas T-s y p-h..

b) Presiones de funcionamiento

>	T1:=T20-DT;T3:=T10+DT;p1:='p[v](T1)';p1_:=subs(dat,evalf(subs(dat,pv(T1)))):'p1'=evalf(%,2);p2_:=subs(dat,evalf(subs(dat,pv(T3)))):'p2'=evalf(%,2);

c) Rendimiento energético y exergético

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h1_:=subs(dat,T=T1,dat,hv(T)):'h1'=evalf(%,2);T2:=subs(etaC=1,'T1*(1+((p2/p1)^((gamma-1)/gamma)-1)/etaC)');T2_:=subs(p1=p1_,p2=p2_,dat,T2):'T2'=evalf(%,3);h2_:=subs(dat,T=T2_,dat,hv(T)):'h2'=evalf(%,2);h3_:=subs(dat,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);eqetax:=eta[x]=eta[e]/eta[Carnot];eqetaC:=eta[Carnot]=T20/(T10-T20);eqetaC_:=subs(dat,eqetaC):evalf(%,2);eqetax_:=subs(eqetae_,eqetaC_,eqetax):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);

d) Suponiendo que los gases a la salida del evaporador se usan para enfriar el líquido condensado antes de la válvula, determinar las temperaturas extremas y los nuevos valores del rendimiento energético y exergético.

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T11:='T1+DT';h11_:=subs(dat,T=T11,dat,hv(T)):'h11'=evalf(%,2);T2:=subs(etaC=1,'T11*(1+((p2/p1)^((gamma-1)/gamma)-1)/etaC)');T2_:=subs(p1=p1_,p2=p2_,dat,T2):'T2'=evalf(%,3);h2_:=subs(dat,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);eqetax_:=subs(eqetae_,eqetaC_,eqetax):evalf(%,2);

i.e., con el modelo de sustancia perfecta no hay ventaja.

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

e) Comparar los resultados obtenidos usando los datos del diagrama del R-12, respecto a un modelo de gas y líquido perfectos y la presión de vapor que da la ecuación de Antoine.

Sin subenfriamiento:

>	h1:=180.45e3:s1:=710.45:h2:=201.3e3:T2:=298.4*K_;h3:=53.36e3:h4:=h3:etae:=(h1-h4)/(h2-h1):eta[e]=evalf(%,2);etax:=subs(eqetaC_,etae/eta[Carnot]):eta[x]=evalf(%,2);

Con subenfriamiento:

>	h11:=197.4e3:s11:=773.3:h2:=220.9e3:T2:=327.3*K_;h31:=h3-(h11-h1):h41:=h31;etae:=(h1-h41)/(h2-h11):eta[e]=evalf(%,2);etax:=subs(eqetaC_,etae/eta[Carnot]):eta[x]=evalf(%,2);

i.e. ya se nota algo de mejora.

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