miércoles, 14 de diciembre de 2016
lunes, 12 de diciembre de 2016
miércoles, 26 de octubre de 2016
lunes, 24 de octubre de 2016
sábado, 10 de septiembre de 2016
El flujo de aire por conductos en las instalaciones de ventilación
El flujo de aire por conductos en las instalaciones de ventilación
miércoles, 7 de septiembre de 2016
martes, 6 de septiembre de 2016
martes, 26 de julio de 2016
Transferencia de Calor en el sistema de Refrigeracion
REFRIGERACIÓN
Si echamos agua en fase líquido a
temperatura ambiente en un recipiente y tomamos agua en la fase sólido y las
echamos en el mismo recipiente se produce una transferencia de calor del agua que
se encuentra en la fase líquido hacia el agua que se encuentra en la fase
solido hasta alcanzar el equilibrio térmico. Esta transferencia de calor que se efectúa desde un cuerpo de mayor calor
hacia uno de menor calor es los que se llama refrigeración. Ya que el agua que
se encontraba a una temperatura por encima de 0 oC transfirió su calor a la que se encontraba por
debajo de 0 oC, aumentando una su temperatura y bajando la otra su
temperatura.
Entonces podemos decir que refrigeración
es cuando se le extrae calor a un cuerpo provocando una transferencia de calor
de uno de mayor calor a otro de menor calor hasta alcanzar su equilibrio térmico.
TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN
Cuando en un cuerpo existe un
gradiente de temperatura, se puede observar que hay una transferencia de
energía desde la región de mayor calor hacia la región de menor calor. Se dice
que la energía se ha transferido por conducción y que el flujo de calor por
unidad de área es proporcional al gradiente normal de temperatura:
Resistencia térmica
Propiedad física de los materiales que
mide su capacidad de oponerse a un flujo de calor
Transmitancia térmica
Propiedad física de los materiales que
mide la cantidad de energía que atraviesa un elemento en una unidad de tiempo,
es decir, mide el calor que se pierde o se gana a través de un elemento
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
Propiedad física de los materiales que
mide su capacidad de conducción de calor, es decir, mide como de fácil es el
paso de calor a través de ellos.
Donde q es el flujo de calor, A es el
área de la superficie donde se transferirá dicho calor y 
es el gradiente
de temperatura en la dirección del flujo de calor. La constante positiva k se
llama conductividad térmica del material, y se ha puesto el signo menos para
satisfacer el segundo principio de la termodinámica; esto es, el calor debe
fluir hacia las temperaturas decrecientes, como se indica en el sistema de
coordenadas de la Figura 1 .1.
es el gradiente
de temperatura en la dirección del flujo de calor. La constante positiva k se
llama conductividad térmica del material, y se ha puesto el signo menos para
satisfacer el segundo principio de la termodinámica; esto es, el calor debe
fluir hacia las temperaturas decrecientes, como se indica en el sistema de
coordenadas de la Figura 1 .1.
La Ec.
(1.1) se llama ley de Fourier de la conducción de calor en honor al
físico-matemático francés Joseph Fourier, quien hizo contribuciones muy
importantes al tratamiento analítico de la transferencia de calor por
conducción. Es importante señalar que la Ec.
(1.1) es la ecuación que define la conductividad térmica y que k tiene
las unidades de vatios por metro y por grado Celsius en un sistema de unidades
en el que el flujo de calor se exprese en vatios.
La Ec. (1.1) es la que define la
conductividad térmica. Basándose en esta definición pueden realizarse medidas
experimentales para determinar la conductividad térmica de diferentes
materiales. Para gases, a temperaturas moderadamente bajas, pueden utilizarse
los tratamientos analíticos de la teoría cinética de gases para predecir con
precisión los valores observados experimentalmente. En algunos casos, se
dispone de teorías para la predicción de las conductividades térmicas de líquidos
y sólidos, pero, por lo general, cuando se trata de líquidos y sólidos es
preciso clarificar algunas cuestiones y conceptos todavía abiertos.
El mecanismo de la conducción térmica
en gases es muy simple. Se identifica la energía cinética de una molécula con
su temperatura; así, en una región de alta temperatura, las moléculas poseen
velocidades más altas que en una región de baja temperatura. Las moléculas
están en continuo movimiento aleatorio, chocando unas con otras e intercambiando
energía y cantidad de movimiento. Las moléculas tienen ese movimiento aleatorio
exista o no un gradiente de temperatura en el gas.
Si una molécula se mueve desde una
región de alta temperatura a otra de menor temperatura, transporta energía
cinética hacia la zona del sistema de baja temperatura y cede esta energía
mediante los choques con las moléculas de menor energía.
En la Tabla 1.1 se da la lista de
valores típicos de la conductividad térmica de algunos materiales para indicar
los órdenes de magnitud relativos que se esperan en la práctica. En el Apéndice
A se da una tabla con información más completa. En general, la conductividad
térmica depende fuertemente de la temperatura. Se señala que la conductividad
térmica tiene unidades de vatio por metro y por grado Celsius cuando el flujo
de calor se expresa en vatios. Nótese que está involucrada la rapidez del calor
y el valor numérico de la conductividad térmica indica lo rápido que el calor
fluirá en un mate- rial dado. ¿Cómo se
ha tenido en cuenta la rapidez de la transferencia de energía en el modelo
molecular del que se ha hablado anteriormente?
Sencillamente cuando más rápidamente se mueven las
moléculas, más rápidamente transportaran la energía. Por tanto, la
conductividad térmica de un gas debe depender de la temperatura. Un tratamiento
analítico simplificado muestra que la conductividad térmica de un gas varía con
la raíz cuadrada de la temperatura absoluta. (Conviene recordar que la
velocidad del sonido en un gas varía con la raíz cuadrada de la temperatura
absoluta; esta velocidad es aproximadamente la velocidad media de las
moléculas.) En la Figura se muestran la conductividad térmica de algunos gases
típicos. Para la mayoría de los gases a
presiones moderadas la conductividad térmica es solo función de la temperatura.
Más debajo podremos ver cómo funciona
la transferencia de calor en algunos
equipos de refrigeración, solo mencionaremos la transferencia de calor por
conducción y por convección.
Primero empezaremos hablando como
interactúa la transferencia de calor en la válvula de expansión termostática y
el funcionamiento de esta válvula en el sistema de refrigeración. También
estaremos hablando de la transferencia de calor en el condensador, la línea de
descarga y la línea de descarga, y por
ultimo hablaremos de la transferencia de calor en el evaporador y la línea de
succión
Transferencia de calor en
la válvula de expansión termostática
Una
VET tiene tres funciones principales las cuales podemos clasificar de las
siguientes formas:
Podemos decir que su primera función
es provocar una caída de presión y de temperada al fluido refrigerante al paso
de este hacia el evaporador.
Atomizar el fluido refrigerante a la
entrada de la tubería del serpentín del evaporador para que este pueda ser
distribuido en todas las paredes del conducto de dicho evaporador, y así
provocar una transferencia de calor más efectiva hacia las paredes del tubo.
Controlar el flujo de refrigerante
hacia el evaporador de las siguientes maneras:
Si la temperatura dentro del
evaporador aumenta por la transferencia de calor del aire caliente succionado
por el abanico del habitáculo, aire este que extrae el calor de las carga
térmica de este habitáculo, este refrigerante al salir del evaporador por la
línea de succión la cual va hacia el compresor con todo el calor recogido en el
evaporador el proporcional un recalentamiento de dicho en dicha línea. Este
calor es transferido por transferencia de calor por conducción al bulbo
termostático de la válvula de expansión, el cual contiene un refrigerante
especial al cual también se les transfiere calor por convección y al recibir
este calor el refrigerante disminuye su densidad, viajando hacia la el
diafragma de la válvula de expansión, haciendo que esta se expanda, empujando
hacia abajo el resorte de sobrecalentamiento, anchando así el orificio de paso
de refringente para que este pueda fluir en mayor proporción hacia el
evaporador.
Cuando al evaporador ha penetrado
suficiente refrigerante en estado líquido con un porcentaje de calor bien bajo,
este se enfría los suficiente, provocando que parte del refrigerante llegue a
la línea de succión con poco calor, es decir frio, esto hace que el bulbo al
encontrarse caliente transfiera por conducción su calor a la tubería de la
línea de succión a la vez que el refrigerante que se encuentra en el capilar
del bulbo transfiera su calor a la pared del bulbo, lo cual ocasiona un
enfriamiento del refrigerante, lo cual hace que este refrigerante aumente su
densidad y por tanto su volumen, provocando que el diafragma deje la expansión
y deje de presionar el resorte, disminuyendo así el orificio que da paso al
refringente por la válvula de expansión cuyo refrigerante es atomizado a la
entrada del evaporador.
Nota:
Este proceso es el que hace que cuando
el refrigerando se encuentra muy caliente en el evaporador la válvula deje
pasar más refrigerante y cuando este se ha enfriado los suficiente hace que la
válvula sierre para que pase meno refrigerante, es los que se puede denominar
como control de flujo de refringente al evaporador.
En la figura de más arriba se muestra
una válvula de expansión termostática para trabajar en un sistema de aire
para Vehículo de motor. Donde, si observa la figura podrá ver la diferencia
entre esta y la de un sistema de aire industrial, esta válvula no posee un
bulbo térmico, ni tubo capilar solo posee una varilla (embolo) especial que
hace la veces de sensor térmico que al recibir la sensibilidad del calor del
refrigerante hace que el gas refrigerante contenido en el diafragma (membrana) aumente
o disminuya su densidad a la vez que aumenta o disminuye su volumen al
calentarse o enfriarse, los cual sucede como se describe más abajo:
Cuando el refrigerante que has entrado
al evaporador se calienta al recibir el calor que trae el aire succionado por
el abanico, calor este que es de la carga térmica del habitáculo del vehículo,
hace que el refrigerante sufra un sobrecalentamiento a la salida del
evaporador, este calor de sobrecalentamiento transfiere su calor por conversión
al embolo (varilla) de la válvula, la cual a su vez transfiere su calor por
conversión al fluido refrigerante especial que se encuentra en el diafragma
(membrana) haciendo que este aumente su volumen, haciendo que el diafragma (membrana)
empuje el embolo para que la bola habrá más el paso de refrigerante hacia el
evaporador.
Cuando al evaporador ha pasado una
cantidad de refrigerante suficiente para provocar que todo el refrigerante que
se encuentre en el evaporador se encuentre frio, empezará a salir refrigerante más
frio del evaporador por donde se encuentra el embolo (Varilla), y al el embolo
encontrarse caliente, este empieza a transferir su calor al refrigerante, a la
vez que este pierde calor, el gas
refrigerante especial que se encuentra en el diafragma (membrana) también
transfiere su calor por convección al embolo (varilla). Al refrigerante
trasferir su calor al embolo (varilla) este aumenta su densidad y por tanto disminuye
su volumen haciendo que el diafragma deje de expandirse y deje de presionar el
resorte para que la bola cierre más el espacio por donde fluye el refrigerante
que va al evaporador.
Transferencia de Calor en el
Condensador
Cuando el refrigerante sale del
compresor a alta temperatura, alta presión y con la máxima cantidad de calor
hacia el condensador a través de la línea de descarga, es desde este inicio donde
empieza la transferencia de calor por convección natural, cuando el aire a
temperatura ambiente choca con la tubería de descarga y esta transfiere su
calor al aire que choca contra ella, de igual manera el refrigerante caliente
que viene del compresor en dirección al condensador transfiere su calor por convección
a la pared de la tubería, la cual transfiere su calor al aire del medio
ambiente iniciando así su condensación durante
este proceso.
Ya el refrigerante dentro del
condensador, al recibir el aire extraído o expulsado por el abanico de del
condensador aumenta la transferencia de calor por convección forzada, cuando
las tuberías y aletas de enfriamientos transfirieren su calor al aire exterior,
al transferir su calor las aletas de enfriamientos y la tubería del serpentín
al aire exterior estas se enfrían, para dar comienzo a la transferencia de
calor del refrigerante a las paredes de las tubería del serpentín al tiempo en
que los tubos transfieren su calor a las aletas de enfriamiento por conducción.
Al refrigerante transferir su calor a las paredes de la tubería, este deja de
perder el calor sensible de evaporación para perder el calor latente de evaporación
para su cambio de fase, donde pasa a la fase liquida ya a la salida del
evaporador, dirigiéndose al depósito de líquido a través de la línea de líquido.
Sistema de refrigeración y aire
acondicionado por compresión
Transferencia de Calor en el Evaporador
Cuando el refrigerante sale de la válvula
de expansión ya viene a baja presión y a baja temperatura, con su mínima
cantidad de calor ya a la entrada del evaporador.
Durante el paso del refrigerante a través
de las tuberías del evaporador este
empieza recibir calor transferido desde las paredes de la tubería por convección
natural por lo cual el refrigerante gana una cantidad de calor sensible hasta
llegar hasta la línea de succión don recibe un sobrecalentamiento ya en la
salida del evaporador al recibir una cantidad de calor latente de evaporación
para convertirse en vapor. Cuando la tubería transfiere su calor al fluido
refrigerante esta se enfría por lo cual empiezan a ganar calor transferido desde
las aletas de enfriamientos por conducción y del aire extraído o expulsado por
el abanico del evaporador por convección forzada. Al aire transferir su calor a
las tuberías y las aletas de enfriamiento del serpentín del evaporador este se enfría
al traspasar el evaporador y llegar al habitáculo donde se encuentran los
cuerpos a refrigerar, donde este aire empieza a ganar calor por las cargas térmicas
producidas por los cuerpos, equipos y materiales que generan calor en dicho espacio.
Este aire al ganar calor de estas
cargas térmicas es extraído nuevamente por el abanico del evaporador para
transferir su calor a las tuberías y aletas de enfriamiento nuevamente.
Sistema
de refrigeración y aire acondicionado
El gráfico muestra una circulación
de aire en un Sistema automotriz y sus componentes
Nota
de conclusión:
Para que un sistema de refrigeración pueda
funcionar tiene que haber un intercambio de calor del sistema con el medio que
los rodea, por tanto es preciso decir que la refrigeración no existiría si no
existiera la trasferencia de calor, puesto que sus componentes más importantes son
intercambiadores de calor. Sin temor a equivocarme puedo decir que la refrigeración
y la transferencia de calor van tomada de las manos en todo el trayecto del
funcionamiento de un equipo de refrigeración y aire acondicionados.
miércoles, 30 de marzo de 2016
Carga de Refrigeración sistema de Aire Acondicionado Automotriz
Aire Acondicionado Automotriz
Pasos para carga de refrigerantes después de reparado el
sistema de Aire Acondicionados Automotriz (SAAA).
Prueba
de fuga:-
1. Colocando el juego de manómetro al
sistema para cargar este a una presión aproximada a los 225 PSI, para
determinar si hay fuga en el SAAA de las siguientes maneras:
A. Coloque la manguera azul en la válvula
de servicio de baja presión
B. Colar la manguera roja en la válvula
de servicio de alta presión
C. Colocar la manguera amarilla en el
compresor para cargar el SAAA a la presión indicada mas arriba.
D. Abra las perilla de alta presión del manómetro
E. Encender el compresor y suministrar
aire al SAAA y dejar que la presión del SAAA llegue a una presión de 225 a 250
PSI
F. Tome un detector de fuga y verifique
si en los empalmes de los conductos con dispositivos y componentes del SAAA se
encuentra una salida de fluido al exterior del sistema.
Después
de verificado que no hay fuga en el sistema deje que la carga de aire abandone
el SAAA proceda con:
Hacer vacío al SAAA
Ø
Coloque
la manguera amarilla a la bomba de Vacían
Ø
Abra
la perilla del manómetro y encienda la bomba de vacío
Ø
Espere
que se haya realizado un vacío perfecto en el SAAA (presión -30PSI en le manómetro
de baja)
Después de obtener una presión de
vacío perfecto, apagar el compresor y cerrar la válvula de baja dejándola
alrededor de 15 o 30 minutos para observar si la presión aumenta en caso de que
haya fuga en el sistema. En caso de que haya fuga inicial el proceso desde el
principio y si no lo hay.
Colocar la toma de refrigerante en la
manguera amarilla y luego conectarlas al envase de refrigerante sea un latita o
un cilindro de R-134ª.
Quitando la conexión de la manguera
amarilla próximo al reloj del manómetro púrguela hasta que salga todo el aire
atmosférico de esta y luego colóquela de nuevo a posición anterior.
Abra
la perilla de baja presión de color azul hasta que el sistema haya tomado
suficiente refrigerante por la absorción de vacío
Ponga
el marcha el motor del vehículo y acelérelo aproximadamente a 1500 RPM, lleve
el botón de aire a frio total y coloque un termómetro en el conducto de la
salida de aire en el habitáculo del vehículo para medir la temperatura del aire
dentro de este.
Nota: si es posible coloque un abanico
frente al condensador del vehículo a máxima revolución para mejorar la
condensación del refrigerante por el vehículo estar estacionado.
Cuando la temperatura del sensor del
termómetro dentro del habitáculo del vehículo este a una temperatura por debajo
de 60 oF (15.5 oC) o a una presión en el manómetro de
baja de 40 a 50 PSI o en alta presión de 225 a 250 PSI
Nota: Ver tabla
|
TEMPERATURA
AMBIENTE
|
PRESIION
EN BAJA
|
PRESION
EN ALTA
|
|
80oF (27 oC)
|
40 a 50 PSI (276 a 345 Kpa)
|
175 a 210 PSI (1207 a 1448 Kpa)
|
|
85oF (29 oC)
|
45 a 55 PSI (310 a379 Kpa)
|
225 a 250 PSI (1724 a 1862 Kpa)
|
|
90oF (32 oC)
|
45 a 55 PSI (310 a379 Kpa)
|
250 a 270 PSI (1724 a 1862 Kpa)
|
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