Contribución al cálculo rápido de la media logarítmica de la diferencia de las temperaturas en el condensador de una instalación de refrigeración

Resumen

En esta tesis se aborda el problema que aparece en el cálculo de la media logarítmica de la diferencia de las temperaturas en un condensador de una instalación de refrigeración. En el dimensionamiento por este método, el problema aparece cuando estamos trabajando con fluidos que cambian de fase. Walker (1990) establece entre las limitaciones del incremento medio logarítmico de las temperaturas (en adelante MLDT), que no se puede usar este método en intercambiadores con cambio de fase, ni tampoco cuando la variación de la temperatura de los fluidos sea tan alta que implique cambios substanciales en las propiedades físicas de los fluidos. Cuando estos últimos suceden, hay que utilizar la temperatura calórica que tiene en cuenta la variación del coeficiente global de transmisión del calor (en adelante U), aunque tampoco es válido para fluidos criogénicos. En este caso, el método de la MLDT calculado para toda la longitud del intercambiador, arroja errores muy importantes. El origen de estos errores está en el cambio en el perfil de las temperaturas. El objetivo de esta tesis doctoral se ha centrado en el desarrollo de un método, que basándose en la MLDT, permita el cálculo con menores errores de los condensadores para las instalaciones con frigorígenos. Se pretende demostrar que existe un método alternativo para el cálculo de la MLDT cuando hay cambio de fase. Está basado en la relación de calores sensible y latente que se ponen en juego en ese cambio de fase. Se pretende establecer la relación que existe entre estos y la relación de comprensión que presenta el compresor. Se describe el desarrollo matemático necesario para demostrar esta relación. También se calcularán sistemáticamente ciclos inversos de Rankine para los flujos frigorígenos: R134a, R22, R407C, R410A, R290, R404A y R507. Se han obtenido las correlaciones existentes entre las temperaturas de evaporación y condensación, el subenfri