Diseño, cálculo y análisis de sensibilidad de intercambiador de calor para condensación de refrigerante R-134a en ciclo de refrigeración industrial

Abstract

Se lleva a cabo el diseño y cálculo de un condensador, que tiene la función de condensar un flujo interno de refrigerante R-134a desde vapor saturado hasta líquido saturado usando el recurso más asequible: aire ambiental. A criterio del diseñador, se elige un núcleo de banco de tubos sin aletas tomando como referencia un núcleo equivalente aleteado estudiado en referencias bibliográficas clásicas de intercambiadores de calor. Se aprecia también las condiciones para el diseño las cuales involucran datos de presión en el ingreso del refrigerante y área de instalación de intercambiador conocida (área frontal del arreglo de tubos). Se asumen valores iniciales para ciertas variables lo que deriva en un proceso de cálculo iterativo, en el cual debe verificarse si los valores inicialmente supuestos resultaron correctos o deben seguir reajustándose hasta que la variación iteración a iteración sea despreciable. El cálculo se repite para distintas condiciones de velocidad de ingreso de aire permitiendo estudiar el impacto que esta tiene en los diversos parámetros de salida del diseño. Para finalizar, se analizan los resultados obtenidos, permitiendo identificar la dimensión del intercambiador que se requerirá dependiendo de la capacidad del mecanismo de forzamiento de flujo de aire del cual se disponga.