Problemas de Compresores
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PROBLEMA 1. Determine las dimensiones del cilindro de un compresor de doble acción que comprime 28.32 litros de aire por revolución desde 99.975 kPa abs. hasta 723.954 kPa abs. La compresión se realiza de acuerdo con PV 1.35 =C. Utlice la eficiencia volumétrica convensional; c=5% y L/D=1. RESOLUCION p p 1 p 2 L W 1 2 3 4 V a DATOS V a 28.32L := p 1 99.975kPa := PV 1.35 = C p 2 723.954kPa := n 1.35 := c 4% := L = D La capacidad volumetrica del cilindro está dada por: 3 2 2 4 2 D L D V D π π = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = (se multiplica por 2 por ser de doble acción) Ahora, cálculemos el volumen de desplazamiento η v 1 c + c p 2 p 1 ⎛ ⎜ ⎝ ⎞ ⎟ ⎠ 1 n ⋅ − 0.867 = := V D V a η v 32.678 L = := finalmente D 3 2 V D π ⋅ 0.275 m = := resp: 27.5X27.5 cm
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PROBLEMA 1. Determine las dimensiones del cil indro de un compresor de doble accin quecomprime 28.32 litros de aire por revolucin desde 99.975 kPa abs. hasta 723.954 kPa abs. Lacompresin se realiza de acuerdo con PV1.35=C. Utlice la eficiencia volumtrica convensional; c=5% y L/D=1.
RESOLUCION
p
p1
p2
L
W
1
23
4Va
DATOS Va 28.32L:=p1 99.975kPa:=
PV1.35 = Cp2 723.954kPa:=
n 1.35:=c 4%:=L = D
La capacidad volumetrica del cilindro est dada por:
32
242 DLDVD
=
= (se multiplica por 2 por ser dedoble accin)Ahora, clculemos el volumen de desplazamiento
v 1 c+ cp2p1
1
n
0.867=:=
VDVav
32.678 L=:=finalmente
D
3
2VD
0.275 m=:=
resp: 27.5X27.5 cm
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PROBLEMA 2. Al compresor de una planta de turbina de gas entra aire en condicionesambiente de 100 kPa y 25oC con una velocidad baja, y sale a 1 MPa a 347oC con una velocidad de 90 m/s. El compresor se enfra a una tasa de 1500 kJ/min mientras laentrada de potencia a este dispositivo es de 250 kW. Determine el flujo msico de airepor el compresor.
RESOLUCION
W
Q
KTMPap
6201
1
1
==
KTkPap
298100
1
1
==
W 250kW:=Q
150060
kW:=
V2 90ms
:=
V1 0:=
A partir de la primera ley de la termodinmica, se tiene:
+=
2
22
12
Vhhm QW
+=+
22
21
22
12
VVhhmWQ
i) Si suponemos calores especificos constantes, tenemos que
cp 1.005kJ
kg K:=
mW Q
cp T2 T1( ) V22
2+
0.687kgs
=:= m 0.687 kgs
=
ii ) Para calores especificos variables, procedemos del siguiente modo:
T1 298 K= -------> h1 298.2kJkg
:=De la tabla A17 (YUNUS CENGEL)
T2 620 K= -------> h2 628.07kJkg
:=
entoncesm
W Q
h2 h1V2
2
2+
0.674kgs
=:=m 0.674
kgs
=
Este ltimo resultado es mas exacto.
MEC2250
