“DISEÑO
Y SIMULACION DE UNA OPERACIÓN UNITARIA EN UN SISTEMA CERRADO DE REFRIGERACION,
CON REFRIGERANTE R-22 PARA LA CARAMARA FRIGORIFICA DE INDUSTRIA DE PESCADO”
Introducción.
El método más común para transportar fluidos de un punto a otro es impulsarlo a través de un sistema de tuberías. Las tuberías de sección circular son las más frecuentes, ya que esta forma ofrece no sólo mayor resistencia estructural sino también mayor sección transversal para el mismo perímetro exterior que cualquier otra forma.
Este proyecto barca la parte de la ingeniera química que se conoce con el nombre de operaciones unitaria, que además de ser importante en la ingeniería química, también lo son en la ingeniería industrial, ya que ayuda a la resolución de problema o diversas situaciones que ocurren en las industrias.
Es por ello que se explicara sobre el diseño de tuberías para el transporte de fluido (gases) hacia un evaporador el cual es necesario para un cámara frigorífica permitiendo la preservación y congelación de atún, esto es representado mediante una simulación en 3D, con la finalidad de analizar cada uno de los componentes que lo acceden teniendo en consideración todos los datos de elementos y materiales en condiciones que se aproximen a una realidad objetiva.
Justificación.
El estar preparados para el ámbito laboral
es de gran importancia para el ingeniero industrial, puesto que se tiene que
contar con dominio de materias básicas en las cuales se encuentra la ingeniería
química, esto nos ayuda a la obtención de productos o subproductos que se han
tenido que pasar por procesos químicos.
En la industria los sistemas de tuberías
son muy importante ya que interconectan y permite el funcionamiento de algunas
operaciones unitarias que se requiere en el proceso, el sistema de tuberías de
gases u otro tipo de fluido, pierde energía por el rozamiento continuo con la
tubería y por la fricción que ocurre en el paso por accesorio o dispositivos,
que son visto como obstáculo de conducción.
Por medio de herramientas tales como datos, tablas o la aplicación de fórmulas correspondiente en el proceso matemático para la resolución de problemas se obtiene resultado de los cuales son de gran importancia a la hora de tomar decisiones dentro de nuestro proyecto. Con el fin de conseguir el mejor dominio de la materia y conocer la importancia y el aprendizaje de las operaciones unitarias.
Descripción del caso
La refrigeración es una de las principales áreas de aplicación de la termodinámica que es el intercambio de calor de una región de menor temperatura hacia una región de temperatura superior. Los dispositivos que producen la refrigeración se llaman refrigeradores, y los ciclos en lo que operan se denominan ciclos de refrigeración por compresión de vapor. Para los ciclos de refrigeración se utiliza refrigerantes el cual es el encargado de absorber la temperatura elevada en la cámara de refrigeración.
Este proyecto de sistema es implementado en las industrias dedicadas al procesamiento de pescado ya que para perseverar la materia prima es necesario y fundamental tener temperaturas adecuadas en cada proceso y con esto poder conservar las condiciones organoléptica y microbiológica del pescado. Con esta simulación se pretenden determinar cuál sería la potencia necesaria y el comportamiento del fluido el cual es necesario para el funcionamiento de los equipos requerido en una cámara frigorífica, ya que debemos conocer cómo se interconecta unos con otro es decir que el refrigerante a muy baja temperatura en estado líquido pasa por el evaporador y absorbe el calor, existente dentro de la cámara, pasando ha estado gas en forma de vapor saturado.
Estudio de caso.
Se pide al encargado del área de frio
monitorear una frigorífica que utiliza el ciclo estándar de compresión de
vapor. Produce 80 kW de refrigeración utilizando como refrigerante R-22, si su
temperatura de condensación es 30°C y la de evaporación -5°C, calcular:
Objeto
- Caudal de refrigerante.
- Potencia de compresión
- Coeficiente de eficiencia energética
- Relación de compresión
- Caudal volumétrico de refrigerante manejado por el compresor considerando que el caudal inicial es de 0.055 m3/kg
- Energía entregado al compresor
- Potencia inicial.
Presentación del esquema y datos relevantes.
Conclusión
Tras el análisis de las distintas operaciones básicas del proyecto, se puso en práctica lo aprendido durante las clases, aplicando fórmula para la resolución de los objetivos planteados, tales como temas relacionado a la mecánica de fluidos y opresión unitarias ya que esto abarca mucha importancia dentro de la industria y a la vez comprende el comportamiento de los fluidos en las tuberías y los efectos que tiene el sistema.
Basando en los cálculos obtenidos durante
la prueba realizada al compresor con el refrigerante R-22 el sistema nos lanza
que el caudal del refrigerante al salir del compresor es de 0.386 Kg/seg ya que
este modelo cuenta con un “Compresor THOMAS USA 2660 CE-32” de 1HP siendo
suficiente para el trabajo que realiza el sistema.
Teniendo una potencia de compresión de 12.352
KW es lo necesario para que el gas se comprima lo suficiente y su temperatura
se eleve para entrar en el evaporador sin deficiencias energéticas, por lo que
este sistema está en un buen estado para realizar los ciclos estándar que debe
hacer para mantener las temperaturas adecuadas para el cuarto frio.
Recomendación
Para el desarrollo del
proyecto se recomienda tener a mano todos los implemento a utilizar como tablas
con valore de las pérdidas que se encuentre en el sistema de tuberías, además
tener conocimiento y el manejo de fichas técnicas de los equipos que se
implementa ya que en él se conoce las limitaciones y acuerdos del fabricante.
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VIDEO EXPLICATIVO.
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