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Ciclo Linde-Hampson

1. Ciclo de licuefacción de gases Linde-Hampson
C. J. Gamboa
Facultad ingeniería mecánica, Universidad Santo Tomás Villavicencio, vía Puerto López, 2022.


Información:
Historial del artículo:

Entrega final: 13/03/2022


Keywords:
Cooling,
Gas,
Phase
changes,
Critical
point
Abstract:
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¿Qué es y para qué sirven los ciclos de
licuefacción de gases?

La licuefacción o licuación de gases es conocida como
el proceso donde ocurren cambios de estado en una
sustancia la cual cambia de un estado sólido o gaseoso
a un estado líquido debido a un cambio abrupto en sus
condiciones físicas, el proceso es muy común y de una
gran importancia en la industria debido a que es el
método más empleado para el transporte de la mayoría
de gases. [1]

El proceso siempre ha sido un área de vital
importancia de la refrigeración ya que muchos
procesos científicos y de ingeniería a temperaturas
extremadamente bajas (criogénicas) dependen de
gases licuados, ejemplos de lo anteriormente
mencionado son la separación del oxígeno y del
nitrógeno del aire, el estudio de propiedades de la
materia a temperaturas muy bajas, el proceso de
obtención del combustible para los propulsores
líquidos de los cohetes y el estudio de algunos
fenómenos de superconductividad. [2]

Una sustancia existe únicamente en estado de fase
gaseoso sí la temperatura supera los valores del punto
crítico por lo tanto sustancias como el helio, nitrógeno
e hidrógeno no existirían en fase líquida debido a las
condiciones atmosféricas, es de la condición
mencionada anteriormente donde surge la necesidad
de reducir la temperatura de un gas por debajo de su
valor de punto crítico, para esto existen ciclos de
refrigeración complejos y algunos otros sencillos. [2]

Uno de los ciclos de refrigeración existentes y muy
usado por su baja complejidad es el ciclo de
refrigeración Linde-Hampson el cual será descrito a
continuación.

¿Cómo es el proceso Linde-Hampson?

Con el fin de proporcionar una mejor comprensión
del funcionamiento del ciclo Linde-Hampson se
dispondrá a continuación de la representación
esquemática del ciclo.



FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
SISTEMAS DE TRANSFORMACIÓN DE
ENERGÍA

2. Figura 1. Sistema esquemático Linde-Hampson para la
licuefacción de gases. [3]

El ciclo inicia en la estado 1 donde el gas de
reposición se mezcla con el gas de recirculación del
ciclo anterior, posteriormente esta mezcla se dirige
en la estado 2 al compresor de múltiples etapas hasta
el estado 3, allí el gas de alta presión se dirige al
intercambiador de calor donde se enfría y pasa al
estado 4 donde el gas entra a un intercambiador de
calor de contraflujo regenerativo usando una parte
del gas no condensado en el ciclo anterior hasta el
estado 5 donde el gas pasa por una válvula de
estrangulamiento hasta el estado 6, en este punto el
gas es vapor húmedo e ingresa a un tanque separador
donde se condensa una parte del gas y este en estado
líquido sale en el estado 7, la parte del gas no
condensado se eleva y sale por el estado 8 hacía el
regenerador a enfriar el gas que ingresa desde el
estado 4 y para finalizar el ciclo el gas en el estado 9
después de haber ganado calor en el regenerador se
mezcla con el gas de reposición para así iniciar
nuevamente el ciclo. [4]

A continuación de muestra el diagrama T-s del ciclo
Linde-Hampson para una comprensión mejor de lo
mostrado en el diagrama esquemático del ciclo.


Figura 2. Diagrama T-s ciclo Linde-Hampson para la
licuefacción de gases. [5]

¿Hay ciclos más eficientes?



Bibliografía

[1]Universidad Nacional Autónoma de México, "LA
LICUEFACCIÓN DE LOS GASES O HACIA LAS
BAJAS TEMPERATURAS", 2005.
[2]Universidad Simón Bolívar, "Simulación y análisis
de sensibilidad de un ciclo de licuefacción de gas
natural", 2014.
[3]Termodinámica, Sistema esquemático Linde-
Hampson. 2019.
[4]Y. Cengel and M. Boles, Thermodynamics, 9th ed.
New York: McGraw-Hill Education, 2015.
[5]Termodinámica, Diagrama T-s ciclo Linde-
Hampson. 2019.