Problemas Resueltos de Compresores
6
Compresores de aire – Máquinas térmicas II PROBLEMAS PROPUESTOS P!" Un compresor de aire centrífugo absorbe 12 000 pie 3 /min. de aire a una presión absoluta de 14 lb/pul 2 y una temperatura de 60 o F. l aire se descarga a una presión absoluta de !0 psia y a la temper 3!0 o F. l "rea de la línea de succión es 2#1 pie 2 # y el "rea de la línea de descarga es 0.4 pie 2 . $i se re%uieren 1 &!' (p para impulsar este compresor# encuentre el r)gimen de transmisión de alrededores l flu*o m"sico se calcula mediante la ecuación de los gases ideales+ $e calculan las densidades de entrada y salida+ $e determina las ,elocidades en la entrada y la salida+ $eg-n la 1 era ley de la termodin"mica tenemos+ Ing. Serapio Quillos Ruiz 1 (p 1&!0 ot pie 2#1 psia 14 /min pie 000 12 '20 2 1 1 3 1 1 = = = = = (p 1&!0 ot pie 0#4 psia !0 /min pie 000 12 &30 2 2 2 3 2 2 = = = = = lb pie !!& tu (r tu/(p '44 2 (p tu/5bm 0#240 p lbf/lbm pie '3#3 = = = = lbm/min &!2#7 /pie pulg 144 8 '20 8 lbf/lbm pie '3#3 /min pie 000 12 8 lbf/pulg 14 m 2 2 3 2 1 1 1 = − − = = 3 2 2 2 1 1 1 lbm/pie 0#0!3 /pie pulg 144 8 '20 8 lbf/lbm pie '3#3 lbf/pulg 14 = − − = = ρ 3 2 2 2 2 2 2 lbm/pie 0#22& /pie pulg 144 8 &30 8 lbf/lbm pie '3#3 lbf/pulg !0 = − − = = ρ pie/min 674 ' lbm/pie 0#0!3 8 pie 2#1 lbm/min &!2#70 9 m 3 2 1 1 1 1 = = = v pie/min '!1 7 lbm/pie 0#22& 8 pie 0#4 lbm/min &!2#70 9 m 3 2 2 2 2 2 = = = v : 1 2 m m ; ( ) ( ) ( ) tu/min 2!3#7 14 2&6#41 740#26 64 '00 !7 : tu/min 2&6#41 <= lbm/ tu !!&pie 8 /min seg 600 3 1 8 g 32#2pie/se 8 2 /seg pie '674 7'!1 8 lbm/min &!2#7 <= 2g , , 8 m <= tu/min 740#26 64 '20 &30 tu/5bm 0#240 8 lbm/min &!2#7 <t p 8 m <> tu/min '00 !7 min/(r 1/60 8 (r tu/(p '44 2 8 (p &!' 1 ot ; = <> ; : <= <> ?;@ : 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 = − − = = = − = − = = = = = − = = − − = + = − −
-
Upload
samir-rojas-chavez -
Category
Documents
-
view
26 -
download
0
description
Problemas Resueltos de Compresores de LA UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
Transcript of Problemas Resueltos de Compresores
1
Compresores de aire Mquinas trmicas II
PROBLEMAS PROPUESTOS P-1:
Un compresor de aire centrfugo absorbe 12 000 pie3/min. de aire a una presin absoluta de 14 lb/pulg2 y una temperatura de 60 oF. El aire se descarga a una presin absoluta de 70 psia y a la temperatura de 370 oF. El rea de la lnea de succin es 2,1 pie2, y el rea de la lnea de descarga es 0.4 pie2. Si se requieren 1 875 hp para impulsar este compresor, encuentre el rgimen de transmisin de calor a los alrededores
El flujo msico se calcula mediante la ecuacin de los gases ideales:
Se calculan las densidades de entrada y salida:
Se determina las velocidades en la entrada y la salida:
Segn la 1era ley de la termodinmica tenemos:
P-2:
Se requieren 1 902 Kw como potencia motriz de un compresor para manejar adiabticamente aire desde 1 atm, 26.7oC, hasta 304.06 Kpa abs. La velocidad inicial del aire es de 21 m/s y la final, de 85 m/s.
Hallar:
a) Si el proceso es isentrpico, halle el volumen de aire manejado, medido en m3/min, en las condiciones de entrada. b) Si la compresin es adiabtica irreversible hasta una temperatura de 157.2 oC, con la capacidad hallada en (a), determine la potencia de entrada.
De la 1era ley de la termodinmica, se tiene un proceso isentrpico:
Por sr un proceso isentrpico la T2 se calcula:
La energa interna se incrementa escasamente en el trabajo de compresin, comparado con el incremento de la entalpa.Aplicando la ecuacin (a):Asumiendo que:
Se puede calcular el volumen a partir de la ecuacin de los gases ideales:
Recalcular T2:
P-3:
El gasto msico a 510 R y 14,7 psi abs, a la entrada al impulsor de un compresor de flujo centrfugo es de 4 lb/seg. El flujo de entrada es en direccin axial, el ojo del impulsor tiene un dimetro mnimo de 1,5 y un dimetro mximo de 5 y gira a 35 000 rpm, suponiendo que no hay bloqueo debido a los labes.Calcular el ngulo ideal del labe en el cubo y en la punta a la entrada del impulsor.P-4:
Del problema anterior, se tiene las condiciones de salida:Dimetro mximo: 8
Velocidad radial: 400 pies/seg
El ngulo de salida del labe est en direccin radial (2 = 0), calcular:
a) Diagrama de velocidad a la salida.
b) El trabajo realizado sobre el aire, Btu/lb.
c) Nmero de Mach.
d) Presin esttica a la salida y de estancamiento.
P-5:
Un turbocompresor axial de una turbina de gas de un motor de avin gira a 20 000 rpm. El dimetro del tambor del rotor es de 20 cm y la altura del labe, de la raz a la punta es de 2,25 cm. El aire alcanza al labe del rotor del primer escalonamiento con una velocidad abs de 150 m/seg y bajo un ngulo de 1 =30C con la direccin axial. La mquina opera con diagrama simtrico. El aire que entra est a -5C y 900 mbar.a) Dibujar el diagrama de velocidades de vrtice comn y de base comn.
b) Calcular la velocidad axial y de prerrotacin del fluido.
c) Calcular la velocidad perifrica del rotor para el dimetro medio.
d) Determinar la energa transferida por Kg de aire.
e) Calcular el incremento de presin de escalonamiento suponiendo que la velocidad abs de salida del escalonamiento v3 = v1 = 150 m/seg
a)--
b)--
c)--
d)--
e)-- Suponer V3 =V1 en magnitud en magnitud, direccin y sentido, suponer toda la energa transferida se convierte en presin, 50% en el rotor y 50% en el estator, por ser diagrama simtrico con grado de reaccin un medio, de forma que
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Q
1
2
m
m
W
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Q
1
2
m
m
W
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
2
1
2
P2
P1
T
S
Compresin adiabtica irreversible
30 30
Vu2 Vu1
U2 U1
V2 V1 Va W2 W1
Va Va
U
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
4PAGE 2Ing. Serapio Quillos Ruiz
_1495444008.unknown
_1496041806.unknown
_1496042624.unknown
_1496044020.unknown
_1496044369.unknown
_1496044917.unknown
_1496043041.unknown
_1496042259.unknown
_1496041540.unknown
_1496041697.unknown
_1495445769.unknown
_1496041338.unknown
_1495443487.unknown
_1495443663.unknown
_1495443925.unknown
_1495443511.unknown
_1476000784.unknown
_1495442461.unknown
_1495443134.unknown
_1495442378.unknown
_1475997951.unknown
_1475998424.unknown
_1476000439.unknown
_1475998011.unknown
_1475997902.unknown
