Camara Frigorifica 301w2f

UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

INFORME : (TIPOS DE CENTRALES)

DOCENTE: ING. VAZQUEZ CHARCAPE YURI ALUMNO: CARCASI INFANZÓN, JORGE GUILLERMO SOTO PINEDA, STEVE PEPE BACA ZAPATA, MANOLO MOQUEGUA – PERU 2018

INDICE CAMARA FRIGORIFICA PARA USO DE FRUTAS ............................................................. 4 INTRODUCCION ................................................................................................................. 4 GENERALIDADES DE PRODUCTO A REFRIGERAR .................................................... 4 PLANTEAMINETO DEL PROBLEMA .............................................................................. 4 OBJETIVOS: ......................................................................................................................... 4 TABLAS 01 ........................................................................................................................... 5 TABLA 02 ............................................................................................................................. 6 TABLA 03 ............................................................................................................................ 2 TABLA 04 ............................................................................................................................. 2 TABLA 05 ............................................................................................................................. 2 TABLAS 06 ........................................................................................................................... 3 DISEÑO DE LA CAMARA DE REFRIGERACION........................................................... 3 DIMENSIONES DE LA CÁMARA ................................................................................. 3 FORMULA DE SUPERFICIES DE PAREDES VERTICALES ...................................... 3 FORMULA DE SUPERFICIE .......................................................................................... 3 FORMULA DE VOLUMEN ............................................................................................. 4 CALCULO DE ESPESOR DE AISLANTE ...................................................................... 4 FORMULA DE ESPESOR ................................................................................................ 4 TIPO DE PRODUCTO DE FRUTAS ............................................................................... 4 CALOR ESPECIFICO SOBRE CONGELACIOM: ......................................................... 4 CALOR ESPECIFIO BAJO CONGELACIO: .................................................................. 4 CALOR DE RESPIRAION DEL PRODUCTO: ............................................................... 4 TEMPERATURA DE CONSERVACIÓN: ...................................................................... 5 TEMPERATURA DE CONGELACIÓN .......................................................................... 5

TIEMPO DE CONSERVACIÓN: ..................................................................................... 5 HUMEDAD OPTIMA DE CONSERVACIÓN: ............................................................... 5 TEMPERATURA DE ENTRADA: ................................................................................... 5 NUMERO DE RENOVACIONES: ................................................................................... 5 DIFERENCIAS DE ENTALPIAS: .................................................................................... 5 HORAS DE TRABAJO (TIEMPO DE PERMANENCIA) : ............................................ 5 WATIOS EN EL INTERIOR DE LA CAMARA: ............................................................ 6 WATIOS MOTORES DEL EVAPORADOR: .................................................................. 6 TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO EN HR: ................................................................... 6 CALOR POR PERSONA: ................................................................................................. 6 NUMERO DE PERSONAS ............................................................................................... 6 CARGA PRODUCIDA EN LA CÁMARA ...................................................................... 6 CARGA POR TRANSMISIÓN DE PAREDES ................................................................ 6 CARGA POR RENOVACIÓN.......................................................................................... 6 CARGA DE MOTORES Y ALUMBRADO ..................................................................... 7 CARGA POR PERSONAS................................................................................................ 7 CARGA TÉRMICA ANTES DE CONGELACIÓN. ........................................................ 7 CARGA TÉRMICA DESPUÉS DE LA CONGELACIÓN. ............................................. 7 CARGA DE RESPIRACIÓN ............................................................................................ 7 CARGA DE EMBALAJE.................................................................................................. 7 CONCLUSIONES ................................................................................................................. 8 RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 8 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................... 8

CAMARA FRIGORIFICA PARA USO DE FRUTAS INTRODUCCION La refrigeración en los procesos industriales es de vital importancia, debido a que nos permite conservar, preservar y mantener el producto a una temperatura adecuada o a la que quisiéramos obtener. Con motivo de aplicación de la refrigeración en los procesos industriales, hemos escogido el proceso de producción de la lúcuma, debido a que nuestro país es el mayor exportador a nivel mundial de esta fruta. Por eso, es indispensable contar con las medidas, parámetros y equipos adecuados para su distribución. Pero a lo que respecta al proceso de producción de la lúcuma, es necesario contar con un sistema de refrigeración adecuado para mantener y preservar dicha fruta hasta antes de su distribución. Es por eso la necesidad de implementar una cámara de refrigeración para el mantenimiento y preservación de la lúcuma antes de que se distribuya. El presente proyecto da una alternativa de cómo diseñar dicha cámara, teniendo en cuenta los principios básicos de refrigeración aprendidos hasta el momento.

GENERALIDADES DE PRODUCTO A REFRIGERAR Nuestro país (Perú) tienes diversos recursos naturales los que nos diferencian de otros países, uno de estos recursos es de las frutas que proviene de las plantas que es un árbol rústico de follaje verde el cual crece en forma natural en los valles interandinos del Perú. Sus frutas tienen una buena cantidad de pulpa y de sabor agradable.

PLANTEAMINETO DEL PROBLEMA OBJETIVOS: -

Dimensionar una cámara de refrigeración con los materiales y equipos adecuados.

-

Mantener y preservar el producto a la temperatura adecuada, para que conserve fresco y se mantenga su textura, sabor y contenido nutritivo.

-

Diseñar una cámara frigorífica para que el y transporte de producto sea en forma adecuada, fácil y rápida.

TABLAS 01

TABLA 02 tabla de entalpias de aire seco a presion osferica TEMP. °C

16

0.8188

1.2213

8.1183

17

0.8217

1.2168

8.3972

18

0.8244

1.213

8.6372

Volumen Específico

Densidad

Entalpía

19

0.8274

1.2086

8.8772

(m³/kg)

(kg/m³)

(kcal/kg)

20

0.8302

1.2044

9.1228

-15

0.7304

1.3691

0.6722

21

0.8329

1.2006

9.3628

-14

0.7332

1.3638

0.9123

22

0.836

1.1961

9.6028

-13

0.7363

1.3581

1.1523

23

0.8389

1.192

9.8484

-12

0.7391

1.353

1.3923

24

0.8418

1.188

10.0706

-11

0.7422

1.3473

1.6323

25

0.8446

1.1839

10.3284

-10

0.7453

1.3416

1.8779

26

0.8474

1.18

10.574

-9

0.748

1.3369

2.1179

27

0.8501

1.1763

10.764

-8

0.7511

1.3313

2.3579

28

0.8529

1.1725

11.054

-7

0.7538

1.3266

2.598

29

0.8556

1.1687

11.2996

-6

0.7563

1.3222

2.839

30

0.8583

1.165

11.5396

-5

0.7591

1.3173

3.0835

31

0.8612

1.1611

11.7796

-4

0.7619

1.3125

3.3235

32

0.8645

1.1567

12.0252

-3

0.765

1.3072

3.5636

33

0.8672

1.1531

12.2652

-2

0.7678

1.3024

3.8036

34

0.87

1.1494

12.5052

-1

0.7706

1.2977

4.0447

35

0.8727

1.1458

12.7564

0

0.7734

1.2928

4.2892

36

0.8756

1.142

12.9908

1

0.7756

1.2893

4.5292

37

0.8786

1.1382

13.2308

2

0.779

1.2837

4.7692

38

0.8816

1.1343

13.4764

3

0.7822

1.2784

5.0148

39

0.8843

1.1308

13.7164

4

0.785

1.2739

5.2547

40

0.8871

1.1273

13.962

5

0.7878

1.2693

5.4948

41

0.89

1.1236

14.202

6

0.7908

1.2645

5.7404

42

0.8932

1.1196

14.442

7

0.7933

1.2605

5.9803

43

0.8957

1.1164

14.682

8

0.7961

1.2562

6.2204

44

0.8987

1.1127

14.9276

9

0.7988

1.2518

6.4615

45

0.9014

1.1093

15.1676

10

0.8015

1.2476

6.706

46

0.9042

1.1059

15.4132

11

0.8044

1.2431

6.946

47

0.9073

1.1021

15.6532

12

0.8076

1.2381

7.186

48

0.91

1.0988

15.8955

13

0.8104

1.2339

7.3983

49

0.9129

1.0954

16.14

14

0.8131

1.2297

7.6716

50

0.9158

1.0919

16.39

15

0.8159

1.2256

7.9116

TABLA 03

en la camara

17

8.3972

18

8.6372

Temp °C

Entalpia

19

8.8772

-15

0.6722

20

9.1228

-14

0.9123

21

9.3628

-13

1.1523

22

9.6028

-12

1.3923

23

9.8484

-11

1.6323

24

10.0706

-10

1.8779

25

10.3284

-9

2.1179

26

10.574

-8

2.3579

27

10.764

-7

2.598

28

11.054

-6

2.839

29

11.2996

-5

3.0835

30

11.5396

-4

3.3235

31

11.7796

-3

3.5636

32

12.0252

-2

3.8036

33

12.2652

-1

4.0447

34

12.5052

0

4.2892

35

12.7564

1

4.5292

36

12.9908

2

4.7692

37

13.2308

3

5.0148

38

13.4764

4

5.2547

39

13.7164

5

5.4948

40

13.962

6

5.7404

41

14.202

7

5.9803

42

14.442

8

6.2204

43

14.682

9

6.4615

44

14.9276

10

6.706

45

15.1676

11

6.946

46

15.4132

12

7.186

47

15.6532

13

7.3983

48

15.8955

14

7.6716

49

16.14

15

7.9116

50

16.39

16

8.1183

TABLA 04 Temp de la camara

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17

potencia liverada por persona 210 215 220 225 235 240 242 244 246 248 250 254 258 262 264 270 275 280 285 290 300 310 320 330 340 360 365 370

-18 -19 -20 -21 -22 -23 -24 -25 -2.7 -2.2 -0.9 -1.7 -1.8 -0.8 -2.4 -15.7 -1.1 -1.5 -1.6 -2.1 -1.3 -0.3 -0.5 -1.2 -0.7 -0.4 -0.3 -0.6 -2.2 -2.5 -2.8

375 380 390 395 400 405 410 420 260 259 253 257 257 254 259 364 253 254 254 256 253 254 253 254.4 253.3 254.5 254 255 256.2 257 257.5

TABLA 05 NUMERO DE RENOVACIONES Renovaciones por dia (n/d) Volumen (m3) Temp <00C

2.5 3 4 5 7.5 10 15 20 25 30 40 50 60 80 100 150 200 250 300 400 500 600 800 1000 1500 2000 2500 3000

52 47 40 35 28 24 19 16.5 14.5 13 11.5 10 9 7.7 6.8 5.4 4.6 4.1 3.7 3.1 2.8 2.5 2.1 1.9 1.5 1.3 1.1 1.05

Renovaciones por dia (n/d) Temp >00C

70 63 53 47 38 32 26 22 19,5 17,5 15,0 13,0 12,0 10,0 9 7 6 5,3 4,8 4,1 3,6 3,2 2,8 2,4 1,95 1,65 1,45 1,05

TABLAS 06

DISEÑO DE LA CAMARA DE REFRIGERACION Calculo del espesor del aislante, para diseño de cámara frigorífica -

Espuma de poliuretano Buscaremos el aislante que deseamos utilizar en la cámara frigorifica

DIMENSIONES DE LA CÁMARA Ingresamos datos de las dimensipnes en donde el producto será alamasenado Largo: 3 Ancho: 3 Altura : 3

FORMULA DE SUPERFICIES DE PAREDES VERTICALES Estos datos los obtendremos de las anteriores dimensiones mostradas (largo*2 +ancho*2)*alto (3 × 2 + 3 × 2) × 3 =

FORMULA DE SUPERFICIE 3×3= Largo*ancho

FORMULA DE VOLUMEN 3×3×3= Largo* ancho*alto CALCULO DE ESPESOR DE AISLANTE En este punto tendremos datos obtenidos de tablas como es la conductividad, y como es una cámara de conservado de vegetales solo usaremos una temperatura no menor a 6, y usaremos el valor de superficie obtenido. K= CONDUCTIVIDAD q=conservado/congelado A= superficie FORMULA DE ESPESOR 𝐶𝑂𝑁𝐷𝑈𝐶𝑇𝐼𝑉𝐼𝐷𝐴𝐷 × (𝑇𝑒𝑥𝑡. −𝑇. 𝑖𝑛𝑡) (𝑐𝑜𝑛𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑑𝑜) E=(k*(Te-Ti))/q TIPO DE PRODUCTO DE FRUTAS -

Calor latente es la energía requedida por una cantidad de sustancias para cambiar de fase, de solido a liquido, o de liquido a gaseso. Este lo obtendremos de tablas, (tablas de producto) su valor será dado en (kcal/kg). CALOR ESPECIFICO SOBRE CONGELACIOM: es la cantidad de calor que se necesita por unidad de masa para elevar la temperatura 1 grado Celsius. Este lo obtendremos de tablas, (tablas de producto) su valor será dado en (kcal/kg°C). CALOR ESPECIFIO BAJO CONGELACIO: es la cantidad de calor que se necesita por unidad de masa para elevar la temperatura 1 grado Celsius. Este lo obtendremos de tablas, (tablas de producto) su valor será dado en (kcal/kg°C). CALOR DE RESPIRAION DEL PRODUCTO: se le denomina al nivel de frescura que tiene este producto en estado de no congelamiento. Este lo obtendremos de tablas, (tablas de producto) su valor será dado en (kcal/ t 24h 0°C).

TEMPERATURA DE CONSERVACIÓN: se le denomina a la temperatura de no congelamiento de un producto para alargar un poco mas su tiempo de consumo. Este lo obtendremos de tablas, (tablas de producto) su valor será dado en (°C). TEMPERATURA DE CONGELACIÓN se le denomina a la temperatura en el que un producto se mantiene en un estado invernadero para alargar su tiempo de mantenimiento. Este lo obtendremos de tablas, (tablas de producto) su valor será dado en (°C). TIEMPO DE CONSERVACIÓN: se le denomina al tiempo de vida del producto que estará en estado de congelación o conservación. Este lo obtendremos de tablas, (tablas de producto) su valor será dado en (1/2sem). HUMEDAD OPTIMA DE CONSERVACIÓN: esta está dada para que el producto tenga cierta humedad para que se evite la creación de mo u ongos. Este lo obtendremos de tablas, (tablas de producto) su valor será dado en (85/90). TEMPERATURA DE ENTRADA: se le denomina a la temperatura del producto en el que el producto se encuentra al momento del ingreso a la cámara frigorífica. Este lo obtendremos del ambiente afuera de la camara, su valor será dado en (°C). NUMERO DE RENOVACIONES: cantidad de veces que entramos y salimos del a cámara para hacer algún cambio O movimiento. Este lo obtendremos de tablas, (tablas de producto). DIFERENCIAS DE ENTALPIAS: se le denomina al intercambio del interior de la cámara con el exterior. Este lo obtendremos de tablas, (tablas de producto) su valor será dado en (kcal/kg). HORAS DE TRABAJO (TIEMPO DE PERMANENCIA) : son las horas en la que la cámara frigorífica esta en uso, estas son acumulables. Este lo obtendremos de tablas, (tablas de producto) su valor será dado en (h).

WATIOS EN EL INTERIOR DE LA CAMARA: son los focos que es para alumbrado dentro de la cámara frigorífica. Nosotros agregamos la cantidad. (w). WATIOS MOTORES DEL EVAPORADOR: Este valor nosotros lo ponemos de un motor estándar, su valor será dado en (w). TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO EN HR: Esete valor tiene una cantidad de horas limite de entre 16 a 18 horas de funcionamiento por lo cual el dato a ingresar debe ser entre estos mismos CALOR POR PERSONA: el cuerpo humano desprende cierta cantidad de calor y esta influye en la cámara frigorífica NUMERO DE PERSONAS personas que ingresan a la cámara frigorífica ya sea una o mas.

CARGA PRODUCIDA EN LA CÁMARA CARGA POR TRANSMISIÓN DE PAREDES La carga por transmisión y radiación que se transmite a través de las paredes y techos opacos que limitan con el exterior. Hallamos (q*A*(Te-Ti)), y luego lo convertimos *0.86= 4558.0 Kcal/h (𝑞 × 𝐴 × (𝑇𝑒 − 𝑇𝑖)= Luego multiplicamos por 0.86 CARGA POR RENOVACIÓN La renovación de la carga es un proceso propio al motor de combustión interna alternativo, en los que la transformación de la energía calorífica del combustible en energía mecánica aplicada al pistón y de éste al cigüeñal se hace de modo cíclico Hallamos (volumen*diferencia de entalpias*N° de renovaciones/86.4) y luego convertimos * 0.86=53.2 𝑉 × 𝑑𝑖𝑓. 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎𝑠 × 𝑛°𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑜𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 = 86.4

Luego multiplicamos por 0.86 =

CARGA DE MOTORES Y ALUMBRADO 3 200 (150 × ( ) + (0.2 × ( )) = 24 24 CARGA POR PERSONAS Es la cantidad de calor desprendido de cada persona (calor por persona* N°de personas*horas de trabajo/24) (𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 × 𝑁°𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 ×

ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 )= 24

CARGA TÉRMICA ANTES DE CONGELACIÓN. (movimiento de producto * calor específico sobre la congelación * (°T de entrada del producto. * °T de conservación)/86.4) 𝑚𝑜𝑣. 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑.× 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑔.× (°𝑇 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 × °𝑇𝑐𝑜𝑛𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛) 86.4 CARGA TÉRMICA DESPUÉS DE LA CONGELACIÓN. ABS(producto movimiento diario*calor especifico de la congelación*(temperatura de conservación – temperatura de congelación)/86.4) 𝑚𝑜𝑣. 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 × 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑔.× (°𝑇 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 × −°𝑇𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 ) 86.4 CARGA DE RESPIRACIÓN (producto movimiento diario* calor de respiración de producto) /86.4 𝑚𝑜𝑣. 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐.× 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 86.4 CARGA DE EMBALAJE (carga térmica antes de la congelación + carga térmica después de la congelaicon+ carga térmica de la congelación + carga de respiración)* 0.1 (𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑚. 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑔. +𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑚. 𝑑𝑒𝑠𝑝𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑔. 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑔. +𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑝. ) × 0.1

CONCLUSIONES -

Se cumplió con el objetivo tratado, de diseñar una cámara de refrigeración para mantener, preservar y conservar pulpa de lúcuma

-

La selección de todos los equipos y rios que forman parte del sistema de refrigeración fue realizada correctamente, tomando en cuenta todos los requerimientos y necesidades, de esta forma optimizar los recursos.

-

Se adquirió un conocimiento más profundo sobre los principios de diseño de cámaras de refrigeración mediante la búsqueda de información necesaria para este proyecto. RECOMENDACIONES

-

Se recomienda a todos aquellos que se inclinen por esta área de la mecánica y piensen en diseñar un Sistema de Refrigeración, que tomen en cuenta el producto el cual se va a conservar, de esta forma se optimizará al máximo todos los recursos. Ya que uno de los errores que encontramos en el diseño de cámaras frigoríficas es el calcular la capacidad del cuarto solo tomando como referencia el tamaño de la cámara y la temperatura de conservación. Esto podría llevar a dos problemas: el sobredimensionar la cámara o lo que sería más crítico que es subdimensionarla, donde tendría serios problemas de funcionamiento.

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Otro factor que se debe tomar en cuenta para el diseño de la cámara de refrigeración, es la humedad que se requiera dentro del cuarto frio. Puesto que de este factor dependerá la correcta elección de la elección de la Unidad evaporadora. BIBLIOGRAFIA

-

Stoeker W.F – “Refrigeración y Acondicionamiento de Aire·” Primera Edición , Mc Graw Hill Book, Mexico 1978. Tabla A-4, y plano P-h del R-22

-

DOSSAT, Roy J. “Principios de Refrigeracion” .Editorial Continental. 3era Edición, 15ava Reimpresión. México.1980. Pags. 187-225 y 559-584.

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Catalogo 201MSI de la compañía SPORLAN.