PROCESOS DE REFRIGERACION

Autor: SIERES ATIENZA JAIME.
Año: 2005.
Universidad: VIGO.
Centro de lectura: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: El objetivo de esta tesis ha sido el estudio teórico y experimental de los procesos de transmisión de calor y transferencia de masa en columnas de destilación empacadas para sistemas de refrigeración por absorción con amoníaco-agua. El estudio teórico se ha realizado mediante simulación numérica, y el experimental mediante el diseño, construcción y evaluación de un banco de ensayos. Se analiza de forma teórica la importancia y los efectos que tiene el proceso de purificación en amoníaco de los vapores que se producen en el generador en un sistema de absorción de amoníaco-agua, contemplándose la posibilidad de utilizar un evaporador de tipo seco o inundado. Se presenta un modelo de cálculo diferencial para analizar los procesos simultáneos de transferencia de color y de masa que se dan en los distintos componentes de un sistema de absorción de NH3-H2O. El modelo se ha particularizado e implementado informáticamente para simular dos componentes típicos utilizados para el proceso de purificación de la mezcla amoníaco-agua: un tramo de columna empacada y un rectificador. Para la columna se considera un empaque de tipo aleatorio y para el recitificador, una geometría de tipo serpeentín helicoidal. Se ha desarrollado, además, un modelo simplificado para un tramo de columna empacada, que podría utilizarse para estimar coeficientes volumétricos de transferencia de masa a partir de mediciones experimentales. El trabajo experimental se ha llevado a cabo mediante el diseño y construcción de un banco de ensayos. El banco de ensayos se ha diseñado para analizar un tramo de columna empacada funcionando como sección de rectificación o agotamiento y en condiciones de trabajo similares a las que se presentan en un sistema de refrigeración por absorción de amoníaco-agua para una producción frigorífica de unos 10 kW. Se describe el banco de ensayos construido, indicando los distintos componentes utilizados y su disposición. Se describe también el sistema de adquisición de datos con que ha sido equipado, indicándose los tipos de sensores utilizados, así como sus características principales y su ubicación en la instalación. Se presentan los resultados experimentales obtenidos y un análisis de los mismos. Se ha analizado el empaque estructurado Sulzer BX y los empaques aleatorios sillas Berl cerámicas de 1/2", anillos Rasching de vidrio de 15 mm y sillas Novalox cerámicas de 1/2". A partir de las medidas realizadas se han obtenido y analizado diversos parámetros que se utilizan habitualmente para caracterizar el proceso de transferencia de masa en columnas empacadas. Se discute la idoneidad de cada uno de estos parámetros y los resultados de algunos de ellos se comparan con los disponibles en la literatura científica. Mediante la aplicación de modelos de cálculo desarrollados y de los datos experimentales medidos, ha sido posible determinar coeficientes de transferencia de masa para los empaques ensayados, que son un parámetros fundamental para su dimensionamiento y que actualmente no se encuentran disponibles para estos sistemas. Se han obtenido correlaicones de coeficiente volumétrico de transferencia de masa para los empaques analizados. Estas correlaciones son útiles e importantes para realizar el diseño de una columna empacada en sistemas de refrigeración por absroción con NH3-H2O.

Autor: GONZÁLEZ MARTÍN MANUEL IVÁN.
Año: 2006.
Universidad: BURGOS.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.
Centro de realización: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.

Resumen: En este trabajo se ha diseñado, construido y sometido a prueba experimental un prototipo de refrigerador solar por adsorción. Sus características más novedosas son las siguientes: Utiliza el par de trabajo carbón activado / metanol. La variedad de carbón activo es la CNR115, manufacturada por NORIT. De acuerdo con nuestras medidas experimentales, esta variedad proporciona, a igualdad de otros factores, eficiencias de ciclo superiores a las de otras variedades descritas en la literatura. Incorpora un sistema de captación solar por concentración, basado en el concentrador parabólico compuesto (CPC). Nuestro diseño de CPC es inédito y permite conjugar una captación solar diurna eficiente con un adecuado refrescamiento nocturno del generador de la máquina. Condensador refrigerado por agua procedente de un tanque anejo al prototipo. La circulación del agua está garantizada por medio de una bomba de corriente continua, alimentada por un pequeño módulo fotovoltaico. Sistema de registro experimental continuo de la concentración de metanol en el lecho de carbón, que permite rastrear de forma muy detallada los intercambios térmicos en todos los elementos de la máquina y en todas las etapas del ciclo de refrigeración. La máquina fue probada experimentalmente durante el verano de 2005. La eficiencia promedio (COP) durante la campaña de medidas fue de 0,09, un valor comparable con la exhibida por otros prototipos semejantes descritos en la literatura. Igualmente se ha elaborado un modelo computacional para simular el funcionamiento del prototipo, con el que se ha estudiado qué parametros de diseño conviene modificar para optimizar el funcionamiento de futuras versiones de aquél. Entre ellos destaca la necesidad de incrementar la eficiencia máxima de captación solar del generador, de implementar un diseño más compacto del conjunto evaporador / recinto frío y de aumentar el área de contacto entre el metanol contenido en el evaporador y el género que se pretende enfriar.