¿Cómo funciona? - MUY INTERESANTE

[Amcoco]

Podemos tratar este tema de la generación de frío, y recuperar el tema de la "desimanación adiabática" que también esta relacionado.

Y después sin falta helicópteros.

[calico10]

:62: :62: :62:

[Sergio Jose]

MUY interesante lo de la levitación cuántica, es verdaderamente genial

[arroyo]

Interesantísimo hilo!

Muchas gracias!! A ver si puedo yo aportar algo

[Amcoco]

Vamos a tratar el tema de la refrigeración, pero antes un poco de contenido científico:

Energía interna de los cuerpos y calor.
Los cuerpos pueden acumular energía de distintas maneras, entre otras: la altura, la presión, la velocidad y la temperatura.
El calor es la transferencia de energía entre cuerpos con distinta temperatura.

Termodinámica.
El principio cero de la termodinámica nos dice que si tenemos dos cuerpos con distinta temperatura, al ponerlos en contacto sus temperaturas pasado algún tiempo se igualarán.

Veamos un ejemplo para visualizar el proceso:
Imaginemos que tenemos una mesa de billar ideal en la cual no existen rozamientos y por tanto las bolas rebotan indefinidamente.
Dividimos por la mitad la mesa y lanzamos en un lado un cierto número de bolas a gran velocidad, y en el otro hacemos lo mismo pero a menor velocidad (esto sería el equivalente a dos cuerpos separados con distinta temperatura).
Ahora si retiramos la división central (ponemos los cuerpos en contacto) las velocidades medias de las bolas a ambos lados se igualaran pasado un tiempo.

Compresión adiabática de un gas.
Volvamos a nuestra mesa de billar e imaginemos que hacemos que las bandas laterales se acerquen hacia el centro.
Ahora las bolas dispondrán de menor espacio en el tablero (aumenta la presión) y también aumentarán las colisiones entre ellas (mayor temperatura), y si las separamos será a la inversa.

Estos son los principios usados en el funcionamiento de un frigorífico convencional.
Su funcionamiento es el siguiente:

-El compresor:
Comprime el gas refrigerante aumentando su presión y su temperatura.
Consiste en un motor eléctrico que arrastra un compresor volumétrico (pistones).

-El condensador:
Enfría el gas caliente comprimido restándole energía y el gas se licua.
Es un serpentín situado normalmente en la parte trasera del aparato expuesto al aire.

-El evaporador:
El líquido procedente del condensador pasa a través de un pequeño orificio, al otro lado encuentra una cavidad más amplia sometida a la succión del compresor, lo que provoca una rápida caída de la presión; el líquido se evapora y cae su temperatura.
Esta situado en el interior del aparato.

De esta manera como mencionasteis anteriormente lo que hace no es generar frío, si no sacar calor del interior y expulsarlo a la atmósfera.




Existe un proceso muy interesante que mencionó Corbelli, se está usando en la industria y podría sustituir al sistema que hemos visto; usa el llamado “Efecto magnetocalórico” que consiste en que ciertos materiales sometidos a un campo magnético se calientan.




Su funcionamiento es el siguiente:

-El material se somete a un campo magnético con lo que su temperatura aumenta.
-Se le resta el calor adquirido por medio de un radiador.
-Se introduce en el interior del frigorífico y allí se “desimana” por lo que baja su temperatura absorbiendo calor.

[corbelli]

Las flechas del ciclo parecen invertidas.

Muy interesante, gracias.

[Amcoco]

Las flechas del ciclo parecen invertidas.

Muy interesante, gracias.

Gracias Corbelli en efecto estában mal, ya estan cambiadas.

[calico10]

Gracias Amcoco. Me gustan tus explicaciones.

[dvd_clk]

Gracias, muy interesante como siempre

[obarto]

Muy bién explicado.

¿Y el funcionamiento de la cocina a inducción magnetica? ¿Sería similar al “Efecto magnetocalórico”?

Saludos.

[Amcoco]

Lo próximo que veremos serán los helicópteros, pero antes veremos una característica de los giróscopos mecánicos que no mencioné en su momento y que servirá para este tema y otros como el KERS y la dirección de motocicletas.

Se trata de la precesión, y para comprenderla mejor os invito a hacer una pequeña prueba usando la rueda delantera a una bicicleta:

La sujetamos con las manos por el eje a modo de horquilla y la hacemos girar hacia adelante.
Si intentamos girarla suavemente hacia la derecha veremos cómo la rueda se opone a cambiar de dirección y en cambio se inclina a la derecha.
Igualmente si la intentamos girar a la izquierda también se opondrá, inclinándose a la izquierda.
Pero si lo que hacemos es inclinarla hacia un lado ella se opondrá girándose hacia ese mismo lado.

¡¡¡Parece tener voluntad propia!!!

[Amcoco]

Muy bién explicado.

¿Y el funcionamiento de la cocina a inducción magnetica? ¿Sería similar al “Efecto magnetocalórico”?

Saludos.

No, se calienta porque se generan corrientes de Faraday, lo veremos...

[maravillas]

Sobre el tema de la climatización, falta a mi juicio profundizar sobre un elemento fundamental y que se ha pasado por alto, el refrigerante.
Para hacer funcionar un circuito de estas características se necesita un gas que cumpla unas especificaciones concretas, ya que jugando con sus propiedades es la forma de conseguir el transporte del calor. Haber si saco unos minutos mañana y pongo algo más completo.

[Amcoco]

Sobre el tema de la climatización, falta a mi juicio profundizar sobre un elemento fundamental y que se ha pasado por alto, el refrigerante.
Para hacer funcionar un circuito de estas características se necesita un gas que cumpla unas especificaciones concretas, ya que jugando con sus propiedades es la forma de conseguir el transporte del calor. Haber si saco unos minutos mañana y pongo algo más completo.

Cualquier gas sirve, lo que pasa es que algunos tienen la ventaja de licuarse a temperaturas moderadas y presiones relativamente bajas, simplificando el diseño.
Los sistemas de aire acondicionado de los aviones funcionan sólo con aire.

Tu aporte será interesante como siempre.

[maravillas]

Si, de hecho se barajó el CO2 como alternativa al R134, pero parece ser que no ha cuajado por lo elevado de las presiones necesarias, que es el quid de la cuestión.
El tema de la aeronáutica lo desconozco, aunque supongo que no necesitan ningunas propiedades para hacer el intercambio con las temperaturas exteriores que hay en vuelo.

[Amcoco]

Si, de hecho se barajó el CO2 como alternativa al R134, pero parece ser que no ha cuajado por lo elevado de las presiones necesarias, que es el quid de la cuestión.
El tema de la aeronáutica lo desconozco, aunque supongo que no necesitan ningunas propiedades para hacer el intercambio con las temperaturas exteriores que hay en vuelo.

Te vas a sorprender al saber que el aire que se usa procede del compresor de los reactores, entra a más de 200ºC y sale a cero grados, podría salir más frío pero se evita para no tener problemas al congelarse la humedad del mismo.
Toda la energía necesaria para su funcionamiento se extrae del mismo aire caliente y en tierra con 40ºC fuera va perfectamente.

[maravillas]

Si no he entendido mal dices que el aire de los reactores sale a 0ºC??
:swoon:

[Amcoco]

Si no he entendido mal dices que el aire de los reactores sale a 0ºC??
:swoon:

No, los reactores comprimen el aire aumentando su presión y su temperatura.
Este aire muy caliente se "sangra del motor y se envía a los "packs" de aire acondicionado, en ellos pasa por un intercambiador de calor primario para enfriarlo un poco, después por un compresor, un intercambiador secundario y por último una turbina. Entonces es cuando tiene 0ºC

Lo podemos ver tambien pero paciencia que se me acumula el trabajo.

[Amcoco]

Aquí tienes una parte del sistema, es la que contiene los elementos necesarios para enfriar el aire y muestra menos de 1/3 del esquema completo de uno de los dos sistemas gemelos que lleva.

Climatización de un avión comercial


1-El aire procedente de los motores llega desde los tubos que se ven en la parte superior al “Centrifugal air filter”, que por fuerza centrífuga elimina polvo y partículas.
2-Pasa al “Primary heat exchanger” donde se enfría un poco.
3-Llega a un compresor que eleva su presión.
4-En el “Secondary heat exchanger” se enfría de nuevo.
5-Llega a la turbina donde se expande enfriándose hasta los 0ºC, la energía obtenida en ella es la que mueve el compresor.
6-Pasa por el “Anti-ice screen”, encargado junto con la "Pack anti-ice valve" de añadir aire caliente en caso de que en él se forme hielo (temperatura menor de 0ºC).
7-Como la humedad del aire se condensa al enfriarlo pasa por un separador de agua que la elimina.

Posteriormente este aire frío se mezcla con aire caliente para conseguir una temperatura confortable.

El sistema se detiene si se superan las siguientes temperaturas:
-A la entrada del Pack 600ºF (315,5ºC)
-A la descarga del compresor 450ºF. (232,2ºC)
-A la entrada de turbina 235ºF (112,8ºC)
-A al salida del sistema 190ºF (87,7ºC)

[corbelli]

Eres una auténtica enciclopedia de la aeronáutica, Amcoco.