Resumen de Estudio experimental del proceso de absorción por burbujeo con un distribuidor interno de gas, dentro de un intercambiador de placas modificado, usando nh3-h2o

J. Chan González, Margarita Castillo Tellez, Beatriz Castillo Téllez, Juan E. Andrade Durán, Roberto Best Brown

• español

  Se realizó en el Instituto de Energías Renovables de la Universidad Nacional Autónoma de México en colaboración con la Universidad Autónoma de Campeche, un estudio teórico-experimental del proceso de absorción por burbujeo por medio de un distribuidor interno de gas, empleando un intercambiador de calor de placas modificado usando como fluido de trabajo NH3-H2O . Se construyó un sistema experimental para caracterizar al absorbedor en distintas condiciones de operación , que permitió obtener un modelo matemático empírico, útil en diseños de equipos de refrigeración. Se encontró que es ventajoso utilizar un distribuidor de gas de amoniaco, inyectándolo en paralelo a un flujo líquido de solución diluida. Con el uso de este distribuidor se elimina el problema del rompimiento de la película asociado a la absorción en película descendente. Se concluyó que es necesario aumentar la altura del absorbedor para favorecer una mayor absorción de amoniaco. Se empleó como solución de trabajo NH3-H2O con una concentración inicial de amoniaco al 2% en peso (diluida) y se siguió aumentando hasta alcanzar 13% en peso (concentrada). El absorbedor operó a una presión absoluta de 4,8 bar. Existen en la literatura algunos trabajos teóricos sobre NH3-H2O, NH3-LiNO3 y NH3-NaSCN, pero existen pocos trabajos experimentales con ellas. El intervalo de funcionamiento del flujo másico de solución amoniacal fue de 0,025 a 0,033 ±0,42 X10-3 kg·s-1. El intervalo de flujo másico de vapor de amoniaco en condiciones de saturación fue de 0,993 a 1,500 ±0,017 X10-3kg·s-1, el promedio de flujo de absorción (FABS) fue 0,073?0,004 kg·m-2·s-1 y el flujo másico del agua de enfriamiento fue 0,31±0,04 kg·s-1. Se obtuvo una correlación empírica basada en los datos experimentales durante el proceso de absorción con la mezcla NH3-H2O.

• English

  An experimental study of a bubble mode absorption in a Plate Heat Exchanger -type absorber with the NH3-H2O mixture was performed. The ammonia entered the absorber in the bubble mode using an inner vapor distributor. NH3-H2O was used like working pair. The Plate Heat Exchanger-type absorber was designed for uses in absorption solar refrigeration devices. It is advantageous to use a distributor of ammonia gas, injecting a liquid solution flow, comparing it to a liquid distributor, same as is used in falling film. It was used as ammonia-water pair of work (NH3-H2O) in tests absorber; absorber is used then to engage absorption refrigeration equipment (conventional or solar). It was designed and built a test circuit that allowed characterizing the absorber at different operating conditions to generate a template with experimental data to develop a mathematical model that will subsequently be used for specific designs in refrigeration, either to increase or decrease in cooling power scales. The absorber was characterized by using water on both sides of the Plate Heat Exchanger. Tests were made with NH3-H2O to obtain an internal temperature profile during the absorption process. The NH3-H2O solution used had an ammonia concentration starting at 2% by weight, and reaching 13% by weight. The absorber pressure was 4,8 bar. The solution flow rate was in the range of 0,025 a 0,033 ±0,42 X10-3 kg·s-1. The mass flow rate of ammonia vapor at saturation condition was in the range of 0,993 to 1,500 ±0,017x10-3 kg·s-1 and the mass flow rate of cooling water was 0,31±0.04 kg·s-1. Empirical correlations were obtained based on experimental data during the absorption process with the NH3-H2O mixture.