Análisis y simulación del comportamiento del refrigerante R134a utilizado como fluido de trabajo en un condensador colocado dentro de un tanque de almacenamiento de agua de 0.5 litros.

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Title: Análisis y simulación del comportamiento del refrigerante R134a utilizado como fluido de trabajo en un condensador colocado dentro de un tanque de almacenamiento de agua de 0.5 litros.
Authors: Alba Ulcuango, Stalin Marcelo
Robles Carreño, Alan Alexander
Advisor: Quitiaquez Sarzosa, William Giovanny
Abstract: El objetivo de la presente investigación es analizar y simular el comportamiento del refrigerante R134a en un condensador que se encuentra colocado en un tanque de almacenamiento de agua, utilizando el método de dinámica de fluidos computacional CFD por sus siglas en inglés para lo cual se consideran datos experimentales obtenidos de pruebas de laboratorio como por ejemplo las temperaturas de ingreso y salida del condensador, que son de 39.85 y 14.85 °C respectivamente; al igual que las presiones de trabajo de entrada que son 913 kPa, con una caída de presión de 861 kPa a la salida del condensador, por el efecto de condensación del refrigerante R134a y las características técnicas del mismo. El refrigerante se encuentra en el interior del condensador y este es un limitante para mantener un correcto seguimiento durante el cambio de fase del fluido, gracias a la simulación se puede obtener imágenes claras de los patrones de condensación que se producen alrededor de la décima espira con un valor de temperatura de alrededor de 22 °C y una presión de 875 kPa; estos valores se aprecian mediante la escala de colores en las figuras del capítulo 3. Los datos de flujos volumétricos van en una escala de 2 1.557 10  hasta 1 9.91 10  % para la fase de vapor del refrigerante, mientras que para la fase de líquido el rango se encuentra en un valor similar de 0.00 hasta 1 9.754 10  % lo que permite entender que al ingreso del condensador existe una gran cantidad de vapor y a la salida el refrigerante se condensa completamente. Una vez establecidos los parámetros de simulación se utiliza el software ANSYS Fluent para evaluar de manera experimental el comportamiento real del refrigerante, donde se concluye que el condensador es un elemento eficiente con que entrega un flujo de calor 29.07 W. Debido al cambio de fase las velocidades en el interior del condensador mantienen un rango de 0.00 hasta 2 m·s-1, ya que esto valores se encuentra en el centro del fluido.
Translated abstract: The objective of this study is to analyze and simulate the behavior of R134a refrigerant in a capacitor located in a water storage tank, using the method of computational fluid dynamics CFD. The following experimental data obtained in an experimental laboratory was considered; temperatures after entering and leaving the condenser, which are 39.85 and 14.85 °C respectively; the work input pressures which are 913 kPa, with a pressure drop of 861 kPa at the condenser outlet due to the condensing effect of the R134a refrigerant and its technical characteristics. The refrigerant placed inside the condenser is a limiting factor in order to maintain a proper follow up during the phase change of the fluid; from the simulation we can obtain clear images of the condensation patterns occurring around the tenth coil, which reach a temperature of about 22 °C, and a pressure of 875 kPa; these values can be observed in the color scale on the figures in Chapter 3. Volumetric flow data ranges from 2 1.557 10  to 1 9.91 10  % for the refrigerant vapor phase, while for the liquid phase it ranges from a similar value of 0.00 to 1 9.754 10  % which allows us to understand the great amount of steam at the capacitor input and the completely condensed coolant outlet. Once the simulation parameters are set, ANSYS FLUENT software is used to experimentally evaluate the actual behavior of the refrigerant, where we conclude that the capacitor is the element which delivers a heat flux of 7.29 W. Due to the phase change, speeds inside the capacitor range from 0.00 to 2 m s-1, as this values are reached in the center of the fluid.
Keywords: ANÁLISIS DE SISTEMAS
MÉTODOS DE SIMULACIÓN
SOFTWARE DE COMPUTADORAS
AGUA - CONSUMO
SALUD PÚBLICA
Issue Date: Aug-2018
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/15967
Language: spa
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