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.

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.