Buenas noches comunidad, esta semana continuaremos con el proyecto educativo de: “Funcionamiento y mantenimiento de equipos de refrigeración y aire acondicionado”. En el último post: https://steemit.com/spanish/@millergil21/congelador-horizontal#, realizamos una breve descripción del funcionamiento y componentes de un congelador. En el siguiente diagrama podemos visualizar los principales componentes del sistema, sin embargo ahora nos preguntamos; ¿Cómo se realiza la extracción de calor de los alimentos?, ¿Cómo cedemos ese calor extraído al medio ambiente?.
Para responder estas interrogantes, es de vital importancia que profundicemos en los principios y leyes que rigen a la refrigeración. En este sentido sus principales propiedades son las siguientes:
Masa
Es la propiedad que indica la cantidad de materia que posee un cuerpo, en nuestro sistema de medición su unidad es el kilogramo (Kg). Es medida comúnmente por una balanza.
Volumen
Está definido como el espacio que ocupa un cuerpo, su unidad de medida en nuestro sistema de medición es el metro cubico (M³). En la siguiente figura está definido como; b (m)xh(m)x largo de la base (m). Todas las dimensiones de b, h y el largo de la base son medidas en metros (m).
Densidad
Está definida como la masa que se encuentra por unidad de volumen, su unidad de medida en nuestro sistema de medición es el Kg/m³.
Fuerza
Es la capacidad que se posee para producir movimiento, detener, cambiar de dirección o deformar un cuerpo. Su unidad de medida en nuestro sistema de medición es el Newton (N). Este está definido como la fuerza que aplicada a una masa de 1Kg, le comunica una aceleración de 1 m/sg2.
Ejemplo: La fuerza de gravedad o Peso está definido como: masa del cuerpo x gravedad = sus unidades son; Kgxm/sg².
Asumiendo que el niño de la figura tiene un peso de 50 Kg y la gravedad local es = 9,807 m/sg², su peso es: 50 Kgx 9,08 m/sg²= 454 Kgx m/sg²= 454 N
Presión
Es la fuerza ejercida por unidad de área. Esta propiedad es de suma importancia, debido a que es un parámetro esencial que debemos entender e interpretar para análizar el comportamiento de los sistemas de refrigeración.
Presión absoluta: Para fines prácticos y con la finalidad de fijar un sistema de referencia común para los fluidos se creó el concepto de presión absoluta: que está definida como la presión medida con respecto a la presión de vacío perfecto o presión cero de un sistema. Cuando decimos que un sistema tiene presión cero (vacío perfecto) es cuando no hay movimiento molecular.
La presión absoluta de un fluido está definida como: Presión atmosférica + Presión manométrica.
Presión atmosférica: Es la presión que ejerce la atmosfera sobre cualquier fluido que este expuesto a esta. Es decir la presión ejercida por el peso de la columna de aire que esta sobre el fluido. Esta presión depende de la temperatura y la altitud en que se encuentra el fluido (debido a que la masa de la columna de aire depende de estos factores). Calcular la presión atmosférica puede ser tedioso, sin embargo su medición resulta muy fácil. El instrumento utilizado para su medición es el Barómetro.
En la figura anterior se representa el barómetro de mercurio, este consiste en llenar un tubo de vidrio con mercurio y cerrarlo en sus dos extremos, posteriormente es invertido en un contenedor, igualmente lleno de mercurio, en ese instante abrimos el extremo que se encuentra confinado en el contenedor. A penas realizamos esto, bajara el nivel del fluido en el tubo de mercurio, creándose una cámara de vacío en el mismo. La presión ejercida por la atmosfera en el extremo libre del contenedor obligará que el mercurio ascienda una distancia Δh en el tubo. Esta altura es una medida de la presión ejercida por la atmosfera.
Ƿ=densidad= 13.586,14 kg/m3
g= gravedad= 9,81 m/s2
Δh=altura= 0,76 m
P vacio=0
En el siguiente video vemos una explicación más detallada del funcionamiento del instrumento y su historia:
Presión manométrica: Es la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica. Comprende las mediciones realizadas mediante las cuales se asume como punto de referencia cero la presión atmosférica, en este sentido los valores por encima de estas serán positivos y los valores menores que esta serán denominados negativos o presiones de vacío. Su instrumento de medición más empleado es el manómetro tipo Bourdon.
El manómetro tipo Bourdon tal como lo muestra la siguiente figura; consta de un tubo fino, el cual uno de sus extremos está cerrado y el otro es conectado al fluido a estudiar. La presión transmitida al tubo ocasiona que este se deforme, y mediante un juego mecánico se transmite ese movimiento a un dial que refleja la presión del fluido estudiado.
Mediante el siguiente video pueden entender un poco mejor el funcionamiento de este instrumento:
En el próximo post definiremos los conceptos de Trabajo, Energía y la propiedad de la Temperatura como índice de la energía de un cuerpo, para posteriormente empezar a dar respuesta o entender cómo se extrae la energía en el sistema de refrigeración.