Los procesos termodinámicos en el ciclo de refrigeración son complejos. El cálculo mediante fórmulas y tablas requiere un esfuerzo considerable debido a los tres estados diferentes del refrigerante: líquido, en ebullición y gaseoso. Por lo tanto, por razones de simplificación de cationes, se introdujo el diagrama log ph.
Concepto de ciclo de refrigeración
En general, un diagrama log ph muestra el estado agregado de una sustancia, dependiendo de la presión y el calor. Para refrigeración, el diagrama se reduce a las regiones relevantes de líquido y gaseoso así como sus forma mixta.
El eje vertical muestra la presión logarítmica y el eje horizontal muestra la centalpía específica con escala lineal. En consecuencia, las isobaras son horizontales y los isoentalpos son verticales. La escala logarítmica permite representar procesos con grandes diferencias de presión.
La curva de vapor saturado y la curva del punto de ebullición se encuentran en el punto crítico. k.
• presión pag
• entalpía específica h
• temperatura T
• volumen específico v
• entropía específica s
• contenido de gas X
Diagrama de registro de ph
La característica distintiva del ciclo de refrigeración es que funciona en el sentido contrario a las agujas del reloj, es decir, en sentido opuesto al ciclo de julios o de vapor. Un cambio de estado ocurre cuando el refrigerante fluye a través de uno de los cuatro componentes principales de la planta de refrigeración. El ciclo frigorífico actual consta de los siguientes cambios de estado:
- Verde = compresor
- Rojo = condensador
- Amarillo = válvula de expansión
- Azul = evaporador
- 1 – 2 compresión politrópica a la presión de condensación (para comparación, compresión isentrópica de 1 a 2')
- 2 – 2'' enfriamiento isobárico, decalentamiento del vapor sobrecalentado
- 2'' – 3' condensación isobárica
- 3' – 3 enfriamiento isobárico, sobreenfriamiento del líquido
- 3 – 4 expansión isentálpica a la presión de evaporación
- 4-1' evaporación isobárica
- 1' – 1 calentamiento isobárico, sobrecalentamiento del vapor
Cantidades específicas de energía
Él cantidades específicas de energía Los puntos que pueden absorberse y liberarse para alcanzar el estado están marcados como líneas en el diagrama log ph. La entalpía específica. h se puede leer para cada punto de estado separado directamente desde el diagrama log ph.
Si se conoce el caudal másico del refrigerante, el valor asociado salida térmica se puede calcular mediante la entalpía específica en el punto de estado respectivo.
- la línea h1 – h4 = q0 Corresponde al enfriamiento y da como resultado la capacidad de refrigeración multiplicando por el caudal másico.
- la línea h2 – h1 = pagv Corresponde al trabajo técnico del compresor, que en realidad se transfiere al refrigerante.
- la línea h2 – h3 = qC Corresponde al calor emitido y da como resultado la capacidad del condensador multiplicando por el caudal másico. Es el calor residual de una planta de refrigeración.
Limitar isobaras
- pag1 presión de evaporación
- pag2 presión de condensación
Proceso de compresión
- identificar el punto de intersección de las isobaras p1 con la temperatura en la entrada del compresor T1 le da al estado el punto 1.
- identificar el punto de intersección de las isobaras p2 con la temperatura en la entrada del condensador T2 le da al estado el punto 2.
- la conexión entre los dos puntos de estado 1 y 2 describe el proceso de compresión
Expansión isentálpica
identificar el punto de intersección de las isobaras p2 con la temperatura T3 a la salida del condensador da el estado punto 3.
La expansión es un proceso isentálpico. Por lo tanto, el punto de intersección previamente marcado se puede conectar con las isobaras p1 por una línea vertical. Esto da como resultado el último punto de estado 4 con la temperatura de evaporación T4
Revelar los valores de entalpía específicos.
Al calcular los estados operativos de una instalación frigorífica es necesario determinar las entalpías específicas de cada cambio de estado. El procedimiento es el siguiente:
La entalpía específica se puede leer mediante una conexión vertical de los puntos de estado y el eje x.
- h1 Especificaciones. entalpía después del evaporador
- h2 Especificaciones. entalpía después del compresor
- h3 Especificaciones. entalpía después del condensador
- h4 Especificaciones. entalpía después de la válvula de expansión
La capacidad de refrigeración específica. q0 y la capacidad de condensación específica qC se puede leer directamente desde el diagrama log ph.
capacidad de refrigeración específica q0 =h1 –h4
capacidad de condensación específica qC =h2 –h3
FREQUENTLY ASKED QUESTIONS
The log p-h diagram plots the logarithmic pressure (p) against the enthalpy (h) of the refrigerant, providing a comprehensive view of the refrigerant’s state changes during the refrigeration cycle. The diagram shows the relationships between pressure, temperature, and enthalpy, enabling engineers to visualize the refrigerant’s state changes and identify the different regions of the cycle, such as compression, condensation, expansion, and evaporation.
The log p-h diagram in a refrigeration cycle typically shows three key regions: the liquid region, the boiling region, and the gaseous region. The liquid region represents the refrigerant’s state during the condensation process, while the boiling region represents the refrigerant’s state during the evaporation process. The gaseous region represents the refrigerant’s state during the compression process. The diagram may also show the mixed forms of these regions, such as the liquid-gas mixture during the expansion process.
The log p-h diagram can help identify inefficiencies in a refrigeration cycle by revealing deviations from the ideal cycle. For example, if the diagram shows a larger than expected pressure drop during the expansion process, it may indicate an inefficient expansion valve. Similarly, if the diagram shows a higher than expected temperature during the condensation process, it may indicate an inefficient condenser. By analyzing the log p-h diagram, engineers can identify areas for improvement and optimize the refrigeration cycle for better performance and efficiency.
Yes, the log p-h diagram can be used for other types of refrigeration cycles, including absorption refrigeration. While the specific regions and processes may differ, the log p-h diagram provides a general framework for analyzing the thermodynamic state changes of the refrigerant. By adapting the diagram to the specific characteristics of the absorption refrigeration cycle, engineers can use it to analyze and optimize the performance of these systems.
The log p-h diagram is related to other thermodynamic diagrams, such as the T-s diagram, in that they all provide visual representations of the thermodynamic state changes of a system. While the log p-h diagram plots pressure against enthalpy, the T-s diagram plots temperature against entropy. Both diagrams can be used to analyze the refrigeration cycle, but the log p-h diagram is particularly useful for refrigeration systems due to its ability to show the relationships between pressure, temperature, and enthalpy.
