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Estudio del proceso de ebullición forzada de la mezcla amoniaco/agua en intercambiadores de placas para equipos de refrigeración por absorción.

by Taboas Touceda, Francisco

Abstract (Summary)
RESUMEN En los últimos años ha aparecido una demanda de equipos de refrigeración por absorción de pequeña potencia con accionamiento térmico a baja temperatura, fundamentalmente por las posibilidades de aprovechar energía solar térmica. Los equipos de absorción de amoniaco/agua se postulan como una alternativa a los sistemas típicos de acondicionamiento de aire con energía solar (sean de adsorción, o de absorción con agua bromuro de litio), debido a que son adecuados para un equipo de pequeña potencia por sus grandes posibilidades de reducción de su tamaño. Además estos sistemas pueden operar sin torres de refrigeración, lo que es adecuado en un equipo de pequeña potencia. El centro de innovación tecnológica CREVER, con la colaboración de la Universidad de Vigo, propuso un proyecto de investigación titulado Desarrollo de componentes avanzados para el diseño y fabricación de máquinas de refrigeración por absorción con NH3-H2O de pequeña potencia y activación térmica a baja temperatura. Este proyecto se centró en el desarrollo de modelos de cálculo de los tres equipos que se identificaron como críticos en su diseño: absorbedor, generador y rectificador. En el desarrollo de este proyecto se identificaron los intercambiadores de placas como la solución adecuada para reducir al máximo el tamaño del absorbedor y el generador, reducir la carga de los equipos, y aprovechar al máximo las temperaturas de las fuentes de energía. Esta tesis se ha realizado en el marco de dicho proyecto y tiene como principal objetivo el estudio experimental del proceso de ebullición forzada de la mezcla amoniaco/agua en un canal de un intercambiador de placas. La experimentación se ha realizado en las condiciones de operación de un generador de un equipo de absorción de amoniaco/agua y se ha estudiado el efecto en los coeficientes de transferencia de calor del flujo másico en el intercambiador, flujo de calor, presión y concentración de la mezcla. Las condiciones de los ensayos experimentales han variado desde 0.33 hasta 0.65 en fracción másica de amoniaco, siendo la generación máxima de vapor del un 30%. El intervalo de presiones es desde 7 hasta 15 bar, los flujos de calor entre 20 kW/m2 hasta 70 kW/m2 y los flujos másicos desde 50 a 170 kg/m2s. Los datos experimentales obtenidos muestran un predominio de la ebullición convectiva frente a los fenómenos de nucleación. El factor de aumento de la ebullición convectiva es inferior a la obtenida en tubos, reflejando que el efecto de la corrugación es más importante en flujo en simple fase que en ebullición. Se han apreciado fenómenos de aparente nucleación en los experimentos, pero en esta zona el coeficiente de transferencia de calor depende del flujo másico. La influencia de la presión y la concentración de la mezcla en los coeficientes de ebullición en los rangos estudiados, son despreciables frente a los efectos del flujo másico y el flujo de calor. Los datos experimentales obtenidos en el intercambiador de placas se han comparado con las correlaciones propuestas en la bibliografía para su aplicación a intercambiadores de placas. A partir de las conclusiones obtenidas en este análisis se ha propuesto una correlación para el cálculo del coeficiente de ebullición forzada de la mezcla amoniaco/agua en el intercambiador de placas ensayado. Esta correlación predice el 95 % de los datos experimentales con un 20 % de error.
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Bibliographical Information:

Advisor:Coronas Salcedo, Alberto; Vallés Rasquera, Manel

School:Universitat Rovira i Virgili

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:departament d enginyeria mecànica

ISBN:

Date of Publication:12/20/2006

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