Resumen de Caracterización termofisica de la mezcla ternaria amoníaco/nitrato de litio/agua para aplicaciones de refrigeración por absorción
Resumen En esta tesis doctoral se propone el uso del agua y del nitrato de litio como absorbentes del amoniaco, variando la composición de la mezcla de trabajo con el fin de optimizar la solución para aplicaciones de refrigeración por absorción activada con energía solar térmica a baja temperatura. Se busca incrementar la eficiencia del ciclo de refrigeración por absorción con amoniaco/nitrato de litio mediante la adición del agua como un tercer componente para reducir la viscosidad de las mezclas de amoniaco / nitrato de litio manteniendo la gran ventaja de operar sin necesidad de rectificación y a menores temperaturas de activación que con la mezcla de amoniaco / agua.
Debido a la escasa información existente en la literatura sobre propiedades termofísicas de la mezcla amoniaco / (nitrato de litio + agua), uno de los objetivos de este trabajo es ampliar la base de datos experimentales de propiedades de la mezcla propuesta con el fin de poder analizar el efecto de la presencia del agua en la mezcla ternaria sobre el funcionamiento del ciclo de refrigeración por absorción. En este sentido, se han medido las presiones de vapor, densidades, capacidad calorífica específica y la viscosidad dinámica de las disoluciones ternarias en el intervalo de temperaturas de 293.16 a 353.16 K y diversas composiciones. Además, se han medido estas propiedades también para la mezcla binaria amoniaco / nitrato de litio.
El equilibrio liquido-vapor de ambos sistemas binario y ternario, se ha determinado mediante un estudio teórico-experimental a partir de los datos de presión de vapor medidos por el método estático. Por otra parte, se ha validado el modelo Electrolyte-NRTL para la estimación del equilibrio liquido-vapor de la mezcla ternaria NH3 / (LiNO3 + H2O) a partir de los parámetros de interacción de las mezclas binarias. Los parámetros de interacción binarios de NH3 - LiNO3 se han obtenido de la regresión realizada a partir de los datos experimentales de presión de vapor de la mezcla binaria obtenidos en este trabajo.
Las densidades y las capacidades caloríficas especificas de las mezclas se determinaron utilizando las técnicas experimentales del tubo vibrante (Anton Paar, DMA512P) y calorimétrica (Setaram, C80), respectivamente.
Para la medida de la viscosidad dinámica se ha seleccionado y implementado en el laboratorio un viscosímetro de tipo pistón oscilante Cambridge SPC372J que puede realizar medidas de viscosidad a presión.
Se han correlacionado los datos experimentales de equilibrio liquido-vapor, densidad, capacidad calorífica específica y viscosidad dinámica en función de la temperatura y la composición, obteniendo buena concordancia entre los valores experimentales y los calculados.
Se ha realizado un análisis termodinámico de las mezclas NH3 / LiNO3 y NH3 / (LiNO3 + H2O) utilizadas como fluidos de trabajo de enfriadoras de absorción activadas con energía térmica a baja temperatura. En este análisis se ha puesto especial énfasis en estudiar la influencia de la composición de agua en el absorbente y de la temperatura del absorbedor en la temperatura del generador, la relación de caudales másicos de solución rica y de refrigerante y en la viscosidad de la solución rica a la salida del absorbedor.
Los resultados de la simulación muestran que la influencia de la temperatura del absorbedor en la viscosidad de la solución rica a la salida del absorbedor es muy importante para la mezcla amoniaco / nitrato de litio. En las condiciones del estudio, al pasar la temperatura del absorbedor de 30º a 50 ºC, la viscosidad aumenta al doble, debido a la disminución de la concentración en amoniaco. La adición de agua al absorbente provoca una disminución significativa de la viscosidad de la solución rica que prácticamente se mantiene inalterable con los cambios de temperatura del absorbedor.
