Máquina de eyección Con utilización de salmuera. E. Torrella Pag. 2. E. Torrella Pag. 4. E. Torrella Pag. 3

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1 SISTEMAS TRITÉRMICOS EYECCION LAS MÁQUINAS DE EYECCIÓN FUNDAMENTOS Como en el sistema de compresión, la máquina de eyección es un sistema basado en la vaporización de un líquido a baja presión. Las funciones del compresor son realizadas ahora por: Recuperación de vapores; por medio del efecto Venturi creado por la expansión de un fluido motor, en una tobera con fuertes velocidades a su salida. Compresión; realizada por medio del cambio velocidad a presión. E. Torrella Pag. PRECURSORES LEBLANC (FRANCIA) PARSONS (INGLATERRA) (90) MAQUINA WESTINGHOUSE-LEBLANC Máquina de eyección Con utilización de salmuera E. Torrella Pag. 3 E. Torrella Pag. 4

2 BASE TERMODINÁMICA ESQUEMA DE PRINCIPIO La máquina de eyección, al ser un sistema tritérmico, se rige por la termodinámica expuesta para la máquina de absorción, concluyéndose como valor del C.O.P. T o TG. -T K COPMF= T K -To TG en la que; T G = temperatura en generador, T K = temperatura en condensador, T 0 = temperatura en evaporador. E. Torrella Pag. 5 E. Torrella Pag. 6 PROCESOS COMPRESOR TÉRMICO ESQUEMA Los procesos que integran el ciclo de la máquina de eyección son: Admisión ( a ); el vapor motriz, con alta presión y temperatura se expansiona en una tobera, alcanzando una velocidad supersónica a su salida, que succiona los vapores generados en evaporador. Mezcla ( + 0 a 3); la unión de las corrientes procedentes de tobera y evaporador dan como resultado su mezcla. Compresión (3 a 6); la necesidad de relicuación obliga al aumento de presión, que se consigue en este sistema mediante la acción combinada de: Una onda de choque; compresión irreversible por paso de régimen supersónico a subsónico. Disminución de velocidad por aumento de sección de paso en el difusor. Condensación (6 a 7); Por medio de cesión de potencia a un agente externo se consigue la licuación de la mezcla, y dado que en estos sistemas el frigorígeno utilizado es agua, son de utilización los condensadores de mezcla directa (barométricos). El ciclo se cierra con una laminación (7 a 8) de retorno a evaporador, y una alimentación a generador (7 a 9) por medio de una bomba. Entrada de vapor motriz Tobera Cámara mezcla Cuello Difusor Aspiración Descarga E. Torrella Pag. 7 E. Torrella Pag. 8

3 VARIACION EN PRESIÓN Y VELOCIDAD CICLO DE LA MÁQUINA PERFECTA h Vapor saturado p motriz 6 pk p 0 PRESIÓN 4 0 VELOCIDAD s E. Torrella Pag. 9 E. Torrella Pag. 0 CICLO DE LA MÁQUINA REAL CICLO REAL Diferencias con el ciclo perfecto h Vapor saturado s p motriz 6 6s s pk 0 p 0 p mezcla s Las pérdidas mas importantes debidas al funcionamiento real son: El estado del vapor motriz en entrada a tobera suele poseer un cierto grado de recalentamiento, con el objetivo de evitar deterioros por impacto de gotas. La expansión del vapor motriz no se produce de forma isoentrópica. i La presión al término de la expansión debe ser inferior a la reinante en evaporador, lo que se debe a las pérdidas de carga en el trayecto de la corriente desde evaporador a final de mezcla. La compresión final no es reversible, debido básicamente al proceso de onda de choque. E. Torrella Pag. E. Torrella Pag.

4 PROCESO DE EXPANSIÓN La irreversibilidad de la transformación se caracteriza mediante un rendimiento interno de tobera. h - h R t= h - hs La expansión ocasiona cambio de energía potencial a cinética, un balance energético popociona proporciona: v v h+ =h+ Considerando despreciable la velocidad de entrada: = (h - h ) v PROCESO DE MEZCLA Balance de cantidad de movimiento en la mezcla =v. + G en la que G es la relación de caudales de vapor motriz y procedente de evaporador. Un nuevo balance energético, en la mezcla, permite escribir G h+ho h4= - G + E. Torrella Pag. 3 E. Torrella Pag. 4 ONDA DE CHOQUE Balances ONDA DE CHOQUE Estado final. Conservación de materia. v5 = ve4 ve5 Conservación de la energía. v5 h4 + =h5 + Conservación de la cantidad de movimiento. p - p =(v - v ) ve4 E. Torrella Pag. 5 h 5 final Curva de Fanno 4 inicio Curva de Rayleigh s E. Torrella Pag. 6

5 COMPRESIÓN EN DIFUSOR Rendimiento interno de la compresión en difusor. h6s - h5 Rd = h6 - h5 en la que h 6s se corresponde con la entalpía específica al final de compresión isoentrópica. Un nuevo balance energético, considerando velocidad nula final v5 h6 =h5 + POTENCIAS Frigorífica (Útil) =m0 ( h0 - h ) Qo 8 Consumida (Calorífica) =m v ( h - h ) QG 7 Cedida en condensador =(m v+mo )(h6 - h ) QK 7 E. Torrella Pag. 7 E. Torrella Pag. 8 EFICIENCIA ENERGÉTICA Expresión general PARÁMETROS ENTRADA Qo Qo COP= Q +PB Q G G VAPOR MOTRIZ TOBERA CÁMARA MEZCLA SUBRUTINA TERMODINÁMICA ONDA DIFUSOR CHOQUE con lo que SALIDA 4 SALIDA 5 FINAL 6 SALIDA mo h0 - h8 h0 - h8 COP=. =. mv h - h7 G h - h7 CONDENSADOR 7 POTENCIAS BOMBA Y GENERADOR POTENCIA Q 0 COP E. Torrella Pag. 9 E. Torrella Pag. 0

6 POTENCIA DE BOMBEO VARIACION DEL PARAMETRO G (RELACION CAUDALES) La potencia de bombeo es despreciable frente a la de generador 0,05 P B /Q G 3 [Bar] 5 [Bar] 7 [Bar] 9 [Bar] 0,04 0,03 0,0 0,0 T K [ºC] Q 0 = 405 kw; T 0 = 5ºC; R t = 0,9; R d = 0, T K [ C] E. Torrella Pag. 0,5,5,75,5,5 G (Relación de Caudales) E. Torrella Pag. VARIACION DEL PARAMETRO G (RELACION CAUDALES) Q G [kw] ,,4,6,8,,4 G (Relación de Caudales) 8 Q 0 = 405 kw; T 0 = 5ºC; R t = 0,9; R d = 0,85 E. Torrella Pag. 3 VARIACION DEL PARAMETRO G (RELACION CAUDALES) COP 0,9 0,8 07 0,7 0,6 0,5 0,4 Q 0 = 405 kw; T 0 = 5ºC; R t = 0,9; R d = 0,85 0,3,,4,6,8,,4 G (Relación de Caudales) E. Torrella Pag. 4

7 COMPRESOR TÉRMICO VISTAS CONDENSADOR. TIPOS E. Torrella Pag. 5 E. Torrella Pag. 6 CONDENSADOR BAROMÉTRICO FLASH TANK E. Torrella Pag. 7 E. Torrella Pag. 8

8 COMPRESOR TÉRMICO INST. COMPLETA COMPRESOR TÉRMICO INST. COMPLETA Generador vapor Eyector Evaporador Condensador E. Torrella Pag. 9 E. Torrella Pag. 30 MULTIETAPA APROVECHAMIENTO CALOR RESIDUAL A EVAPORADOR Q Q A TOBERA APORTE SUPLEMENTARIO APORTE GRATUITO BOMBA CONDENSADOR E. Torrella Pag. 3 E. Torrella Pag. 3

9 CONCENTRACION DE ZUMOS MULTIETAPA E. Torrella Pag. 33

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