CLASE1
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23-03-2013
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
CONCEPTOS-BÁSICOS-REFRIGERACIÓN
CLAUDIO ABALLAY FREDESCLAUDIO ABALLAY FREDES
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
CONCEPTOS-BÁSICOS
• PUNTO DE FUSIÓN
• La temperatura a la cual una sustancia sólida al recibir calor se licua.
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
CONCEPTOS-BÁSICOSCONCEPTOS-BÁSICOS
HIELO AGUA VAPOR
PRESIÓN
PRESIÓN
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
CONCEPTOS-BÁSICOSCONCEPTOS-BÁSICOS
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
CONCEPTOS-BÁSICOSCONCEPTOS-BÁSICOS
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
CONCEPTOS-BÁSICOSCONCEPTOS-BÁSICOS
Barómetro
Mercurio (Hg)Mercurio (Hg)
760mm
Vacío
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
CONCEPTOS-BÁSICOSCONCEPTOS-BÁSICOS
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
Presión Atmosférica Vacío Parcial Vacío Perfecto
CONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
¿Que es Calor?¿Que es Calor?
Transmisión de CalorTransmisión de Calor
TemperaturaTemperatura
Unidades de CalorUnidades de Calor
CALOR Y TEMPERATURA
CONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
¿¿¿¿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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
3030°°CC
--5050°°CC
30°C30°C2727°°CC 2727°°CC
2727°°CC
2727°°CC
Transmisión del Calor
CONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
30°C
Aire Frío
27°C
5°°°°Cliquidoliquido
vaporvapor
Transmisión del CalorCONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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
CONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
Cambio de Estado
Sublimación
Solido
Liquido
Gases
CONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
Cambio de fase en el Agua
-50
0
50
100
Presión Atmosférica
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
Calor SensibleCalor SensibleEs el calor que causa un cambio en la temperatura de una substancia
CalorCalor
CONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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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CLAUDIO ABALLAY FREDES
Calor Sensible y Latente
-50
0
50
100
Presión Atmosférica
Calor
Sensible
CalorSensible
CalorLatente
CalorLatente
CONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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”
CONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
•Mezcla de• líquido-vapor
Líquido subenfriado
Vapor sobrecalentado
Líquido VaporVapor
Líquido saturado
Vapor saturado
Calor Sensible Calor Latente Calor Sensible
Sobre-calentamiento & Sub-enfriamiento
CONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
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 ]
Sobre-calentamiento & Sub-enfriamiento
CONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES
� 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
CONCEPTOS-BÁSICOS
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CLAUDIO ABALLAY FREDES 46