CLASE1

23-03-2013

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CLAUDIO ABALLAY FREDES

CONCEPTOS-BÁSICOS-REFRIGERACIÓN

CLAUDIO ABALLAY FREDESCLAUDIO ABALLAY FREDES

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CONCEPTOS-BÁSICOS

• ENERGÍA

La energía se define comola capacidad de efectuar untrabajo, se mide enkilovatios hora ( Kwh) oJulios ( Jul) Se manifiestade diferentes formas comola energíacalórica,lumínica,quími-ca,mecánica, cinética,potencial y eléctrica.

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CONCEPTOS-BÁSICOS

• FRÍO

Es la ausencia de calor queexperimenta el cuerpohumano; no existe comomagnitud en la física. Sólose entiende el concepto delfrío como una sensación delcuerpo que ha perdido sucalor normal.

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CONCEPTOS-BÁSICOS

• ESTADOS DE LA MATERIAToda la materia conocida sepresenta en tres formas oestados: sólido, líquido ogaseoso. ( La palabra estado quecomúnmente se utiliza, hacereferencia a lo que técnicamentedebe llamarse fase ).

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CONCEPTOS-BÁSICOS

• ESTADOS DE LA MATERIA.

• Fase Sólida: estado de la materia que tieneforma y peso definidos.

• Fase Líquida: La materia aquí tiene peso yvolumen, pero su forma depende del recipienteque la contiene.

• Fase Gaseosa: A veces es llamada “vapor”, notiene dimensiones propias, depende de unrecipiente para ello. Los gases se expandenlibremente hasta llenar el recipiente que loscontienen, y su densidad es mucho menor quela de los líquidos y sólidos. Difícilmente escaptada por nuestros sentidos.

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CONCEPTOS-BÁSICOS• CAMBIOS DE FASE

Ya podemos pasar a describir los cinco cambios principales de estado:

• Solidificación: es el cambio de líquido a sólido.

• Licuefacción: es el cambio de sólido a líquido

• Vaporización: es el cambio de líquido a vapor.

• Condensación: es el cambio de vapor a líquido.

• Sublimación: es el cambio de sólido a vapor, sin pasar por líquido.

• Sublimación Reversiva: es el cambio de vapor a sólido sin pasar por líquido.

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CONCEPTOS-BÁSICOS

• CALOR ESPECÍFICO• El calor específico de una sustancia

es la cantidad de calor en Btu,necesaria para cambiarlatemperatura de una libra desustancia 1 grado Farenheit. Elcalorespecífico de una sustancia cambiacuando cambia el estado de lamisma

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CONCEPTOS-BÁSICOS• CONVERSIÓN DE TEMPERATURA• Las unidades de temperatura con las cuales se

va a trabajar en este manual son, los gradosCentígrados (ºC) y grados Fahrenheit (ºF) Paracambiar las unidades de temperatura se puedenutilizar las siguientes fórmulas:

• De grados centígrados a Fahrenheit:F=1.8X(valor en °C)+32.

• De Fahrenheit a centígrados:

°C=5/9(Valor en °F-32)

PUNTO CERO

• Aquel donde se cree que todo movimiento molecular cesa y se encuentra a – 460ºF o –273ºC

• PUNTO DE EBULLICIÓN DEL AGUA

100 °C o 212 °F

• PUNTO DE CONGELACIÓN DEL AGUA

0°C o 32 °F

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CONCEPTOS-BÁSICOS

• PUNTO DE FUSIÓN

• La temperatura a la cual una sustancia sólida al recibir calor se licua.

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CONCEPTOS-BÁSICOS• PUNTO DE EBULLICIÓN

• Es el punto donde una sustancia cambiade fase líquida a fase gaseosa ( hierve)Básicamente, el sistema de refrigeracióntrabaja mediante el “control del punto deebullición”. El punto de ebullición cambiaen el mismo sentido que la presión a laque está sujeta el fluido. Podemosdisminuir el punto de ebullicióndisminuyendo la temperatura, esto haceque el refrigerante absorba calor y seevaporice o “hierva”, y al revés, si se elevael punto de ebullición subiendo la presión,el vapor cede su calor latente y secondensa.

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CONCEPTOS-BASICOS

• TEMPERATURA DE CONDENSACIÓN

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CONCEPTOS-BÁSICOS

• ¿Que es la presión?

• Unidades de Presión

• Presión Atmosférica

• Vacío

• Presión Absoluta y Manométrica

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CONCEPTOS-BASICOS•• FUERZAFUERZA•• PuedePuede definirsedefinirse,, comocomo ““empujeempuje”” oo ““arrastrearrastre””

• La Fuerza tiene la tendencia a poner un cuerpo enmovimiento, pararlo, hacer que cambie de dirección, detamaño y hasta de forma.

• La unidad (sistema S.I.) es el Newton (N) que equivale a lafuerza capaz de comunicar a un cuerpo de 1 kg. De masauna aceleración de 1 metro por segundo al cuadrado(m/s2).

1kg

1m/s2

1m

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CONCEPTOS-BÁSICOS

• PESO

• Es la medida de lafuerza ejercida sobreun cuerpo por laatracción de lagravedad de la Tierra.

• La unidad (sistemaS.I.) es el kilogramofuerza (kgf)

Peso1kgf

Aceleración/Fuerza

9.807 m/s 2

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CONCEPTOS-BÁSICOSCONCEPTOS-BÁSICOS

• PRESIÓN• Es la fuerza ejercida por unidad de superficie.

• Cuando se ejerce una fuerza sobre una área, lapresión en todos los puntos de dicha superficie es lamisma y puede calcularse por:

(P) Presión = (F) Fuerza total / (A) Área total

Área total

Fuerza Total Área unitaria

Presión

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HIELO AGUA VAPOR

PRESIÓN

PRESIÓN

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Unidades de Presiónkgf/cm2

Pa (Pascal) o N/m2

psi (Libras por pulgada al cuadrado) o Ibf/in2

Fuerza (Peso) = 1kgf

1cm

1cm

Área de la superficie inferior = 1cm2

1kg/cm2

Presión = 1kgf/cm2

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Presión AtmosféricaEs la medida de la presión ejercida por la Atmósfera sobre la superficie de la Tierra.

El valor de la presión atmosférica, es de:1.033kgf/cm1.033kgf/cm22 o 760 mmHg760 mmHg.

PresiónAtmosférica1.033kgf/cm1.033kgf/cm22

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Barómetro

Mercurio (Hg)Mercurio (Hg)

760mm

Vacío

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

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VacíoVacío : existe vacío, cuando el valor de la presión es menorque el de la presión atmosférica

Vacío Parcial : es una presión inferior a la atmosférica, peroque no alcanza un valor de vacío perfecto.Vacío Perfecto : Es la presión que no puede reducirse másallá, también se denomina Vacío Absoluto, por ejemplo laque existe en el espacio exterior.

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Presión Atmosférica Vacío Parcial Vacío Perfecto

CONCEPTOS-BÁSICOS

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Tabla de Conversión de unidadesTabla de Conversión de unidades

Presión atmosférica

Sist. S.I

•kgf/cm•2 •atm •mmHg •kPa •psi •in.Hg•1 •0.9678 •735.6 •98.07 •14.22 •28.96

•1.033 •1 •760 •101.3 •14.7 •29.92•0.00136 •0.0013 •1 •0.1333 •0.0193 •0.03937•0.0102 •0.0099 •7.501 •1 •0.145 •0.2953

•0.07031 •0.0681 •51.71 •6.895 •1 •2.036•0.03453 •0.0334 •25.4 •3.386 •0.4912 •1

Sist. Métrico Sist. Angl.

CONCEPTOS-BÁSICOS

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Presión Absoluta & ManométricaPresión Absoluta & ManométricaKgf/cm2 absKgf/cm2 G

20 kgf/cm2 21.03 kgf/cm2

10 kgf/cm2 11 kgf/cm2

0 mmHg / 0 kgf/cm2 1.033 kgf/cm2 or 760 mmHg

360 mmHg0 mmHg760 mmHg

400 mmHg

Presión Atmosférica

Vacío perfecto

Abs = G + Atm (medio > atm)

OR

abs = 760mmHg - G (medio<atm)

CONCEPTOS-BÁSICOS

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¿Que es Calor?¿Que es Calor?

Transmisión de CalorTransmisión de Calor

TemperaturaTemperatura

Unidades de CalorUnidades de Calor

CALOR Y TEMPERATURA

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¿¿¿¿Que es el Calor?¿¿¿¿Que es el Calor?El Calor es una forma de Energía.

El calor fluye siempre de los cuerpos mas calientes a los cuerpos mas fríos.

Sustancia Caliente

Sustancia mas Fría

CALOR

CONCEPTOS-BÁSICOS

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Conducción

2)2) Conducción - El calor se transmite por contacto directo

Transmisión del CalorExisten 3 formas de transmisión del Calor:

Convección

3)3) Convección - El calor se transmite utilizando el movimientode un fluido o del aire

Radiación

1)1) Radiación – El calor se transmite por medio de ondas.

CONCEPTOS-BÁSICOS

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CONCEPTOS-BÁSICOS

• CALOR

Es una forma de energía

contenida en la materia, que setransmite de un cuerpo o espacioa otro a causa de una diferenciade temperatura. Según la teoríamolecular, el mayor o menornivel de calor depende del mayoro menor nivel de vibración de lasmoléculas de la sustancia. Laprincipal fuente de calor es elSol.

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3030°°CC

--5050°°CC

30°C30°C2727°°CC 2727°°CC

2727°°CC

2727°°CC

Transmisión del Calor

CONCEPTOS-BÁSICOS

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30°C

Aire Frío

27°C

5°°°°Cliquidoliquido

vaporvapor

Transmisión del CalorCONCEPTOS-BÁSICOS

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TemperaturaEs la medida del nivel de intensidad de calor de una sustancia.Hay 2 tipos de escalas termométricas:

a) Centígrada– El pto. de Congelación del agua es de 0°C.

- El pto. De ebullición del agua es de 100°C

b) Fahrenheit- El pto. de Congelación del agua es de 32

- El pto. de ebullición del agua es de 212°F

CONCEPTOS-BÁSICOS

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2 tipos de escalas de temperatura absoluta:

b) Rankin (R) - Usa la escala°F Pto. de congelación -

460°F

a) Kelvin (K) - Usa la escala °C - Pto. De congelación -

273°C

Temperatura

CONCEPTOS-BÁSICOS

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Conversión de TemperaturaConversión de Temperatura

1) °C a °F

Temp. °F = (180/100 x Temp. °C) + 32

2) °F a °C

Temp. °C = 100/180 x (Temp. °F - 32)

3) °C a K

Temp. K = Temp. °C + 273

1) °C a °F

Temp. °F = (180/100 x Temp. °C) + 32

2) °F a °C

Temp. °C = 100/180 x (Temp. °F - 32)

3) °C a K

Temp. K = Temp. °C + 273

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4) K a °C

Temp. °C = Temp. K - 273

5) °F a R

Temp. R = Temp. °F + 460

6) R a °F

Temp. °F = Temp. R - 460

4) K a °C

Temp. °C = Temp. K - 273

5) °F a R

Temp. R = Temp. °F + 460

6) R a °F

Temp. °F = Temp. R - 460

Conversión de Temperatura

CONCEPTOS-BÁSICOS

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Unidades de Calor

Caloria (cal) / (kcal)

Joule (J) / (kJ)

British thermal unit (Btu)

18°C o °°°°F

19°C o °°°°F

1g o kg

CONCEPTOS-BÁSICOS

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Sist. Métrico convencional

Unidades S.I.Sist. Yard-

pound.

CalCal KcalKcal JJ KJKJ BtuBtu

11 0.001 4.186 0.004186 0.003968

1000 11 4186 4.186 3.968

0.2389 0.0002389 11 0.001 0.0009480

238.9 0.2389 1000 11 0.9480

252 0.2520 1055 1.055 11

Tabla de Conversión

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CALOR SENSIBLE Y LATENTE

CONCEPTOS-BÁSICOS

• Cambio de Fase (Agua)

• Calor Sensible

• Calor Latente

• Sobrecalentamiento & Subenfriamiento

• Temperatura de Saturación

• Ábaco de Saturación R22 & H2O

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Cambio de Estado

Sublimación

Solido

Liquido

Gases

CONCEPTOS-BÁSICOS

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Cambio de fase en el Agua

-50

0

50

100


A to B B to C C to D D to E E to F

AA

BBCC

DDEE

FF

CONCEPTOS-BÁSICOS

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Calor SensibleCalor SensibleEs el calor que causa un cambio en la temperatura de una substancia

CalorCalor

CONCEPTOS-BÁSICOS

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Calor LatenteCalor LatenteEs el Calor que causa una modificación de estado en una substancia, sin que varie su temperatura

Calor

CONCEPTOS-BÁSICOS

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Calor Sensible y Latente

-50

0

50

100


Calor

Sensible

CalorSensible

CalorLatente

CalorLatente

CONCEPTOS-BÁSICOS

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Sobre-calentamiento & Sub-enfriamiento

Vapor sobrecalentado:

Cuando la temperatura del vapor aumenta sobre la temperatura de saturación, se denomina sobrecalentamiento y se dice “vapor sobrecalentado”

LíquidoLíquido subenfriadosubenfriado::Cuando la temperatura del líquido disminuye por debajo de la temperatura de saturación, se denomina subenfriamiento y se dice “líquido subenfriado”

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•Mezcla de• líquido-vapor

Líquido subenfriado

Vapor sobrecalentado

Líquido VaporVapor

Líquido saturado

Vapor saturado

Calor Sensible Calor Latente Calor Sensible


CONCEPTOS-BÁSICOS

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Cantidad de sobrecalentamiento (S.H.)= temp. de vapor (SH) - temp.

saturación correspondiente a la presión de evapor ación

[Temp. Aspiración - Temp. evaporación]

Cantidad de subenfriamiento (S.C) = Temp. de saturación

correspondiente a la presión de condensación – Temp. de líquido

[Temp. de condensación -Temp. de líquido ]


CONCEPTOS-BÁSICOS

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� Es la máxima temperatura a la que una sustancia sehalla en estado líquido o de cambio de estado (delíquido a vapor).

�� EEn estado líquido Cualquier aumento de calor (calorlatente) dará lugar al cambio de estado en dichasustancia.

� La Temperatura es directamente proporcional a lapresión.

Temperatura de Saturación

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