MÁQUINAS NEUMATICASEJERCICIOS PROPUESTOS EN CLASES 1.-Se comprime aire en un turbo compresor no enfriado, politrópico con n= 1.52. el aire se toma de la atmosfera 1 bar y 18oC a razón de 12 m3/s y se descarga a 7 bar absolutos. Calcular: a) Calor de recalentamiento. b) Coeficiente de recalentamiento. c) Factor de recalentamiento. d) Rendimiento interno del compresor. e) Potencia para mover el compresor despreciando las perdidas mecánicas. UNIV. Chumacero Rodriguez Eduardo ING. MECÁNICA MÁQUINAS NEUMATICAS 2.-Se comprime aire en un turbo compresor enfriado siguiendo un proceso politropico con n=1.3. El aire se toma la atmosfera a 1bar, 118 oC y se descarga a 7 bares. Calcular el trabajo de compresión por kilogramo de aire, calor eliminado en el sistema de enfriamiento, trabajo de compresión por kilogramo si el proceso fuera isotérmico y el rendimiento isotérmico. UNIV. Chumacero Rodriguez Eduardo ING. MECÁNICA 25. d) Cantidad de calor que por hora deberá transmitir el refrigerante al compresor. MECÁNICA .-Se desea construir un compresor para comprimir aire desde P 1= 1 kg/cm2 y T1 = 20oC hasta una P2= 9 kg/cm2 el compresor deberá funcionar a n = 350 rpm se construirá con relación de 0.2% con una relación carrera diámetro de 1. UNIV. Chumacero Rodriguez Eduardo ING.MÁQUINAS NEUMATICAS 1. a) El trabajo a suministrar por cada unidad de masa que circula por el compresor.2 para un gasto másico m= 300 kg/h y se supondrá que el exponente de la politrópica será 1. b) Potencia requerida en caballos vapor c) Dimensiones principales del compresor carrera diámetro. MECÁNICA . c) Si el compresor no se detuviera a los 20 minutos cual será la presión máxima alcanzada en el recipiente.MÁQUINAS NEUMATICAS 2. Chumacero Rodriguez Eduardo ING. D = 16 cm. ξ = 0. b) La masa de aire aspirada en la primera embolada.-Un compresor alternativo cuyas características son carrera I = 20 cm. UNIV. Comprime aire que es aspirado a P = 1 atm y temperatura de 27 oC y lo impulsa a un recipiente rígido de V = 1 m3 inicialmente dicho recipiente contiene aire a P = 20 atm y t = 27 oC en el equilibrio térmico con el medio a los 20 min al detener el aire se encuentra a presión 25 atm y temperatura final de 50 oC considerando una constante politrópica de 1.03 y n = 300 rpm.3 a) La masa de aire agregada al recipiente. MECÁNICA . b) Temperatura del aire a la salida del impulsor. a) Calcular la presión a la salida del impulsor.MÁQUINAS NEUMATICAS 3.-En un turbo compresor de un escalentamiento el aire entra a T = 15 oC y P = 1 bar la velocidad de entrada v = 150 y la salida del mismo a v = 180 del difusor sale una v = 125 el proceso de compresión es según la politrópica n = 1.48 el trabajo de compresión es de 140. e) Relación de presión en el escalonamiento. f) Temperatura del aire a la salida del escalonamiento. Chumacero Rodriguez Eduardo ING. d) Presión a la salida del difusor. c) Rendimiento interno del impulsor. UNIV. Chumacero Rodriguez Eduardo ING.MÁQUINAS NEUMATICAS 4.Un compresor enfriado aspira aire a razón de 120 m3/min a la presión de 1 bar y temperatura de 25oC y lo comprime politrópicamente con n = 1.33 hasta 4 bar. Calcular el calor eliminado.. UNIV. MECÁNICA . MECÁNICA .MÁQUINAS NEUMATICAS 5. Chumacero Rodriguez Eduardo ING. Calcular el calor transferido por kilogramo.-Entra aire a un compresor a 1 bar y 10oC con velocidad despreciable y se descarga a 3 bar y 100 oC a través de un ducto de 2 dm2 de sección transversal con una velocidad de 160 m/s la potencia de compresión es de 1000KW. UNIV. 9 Kg/m3 hasta una presión de 4 bar si el proceso es de la forma PV 1.-Calcular la potencia en KW necesaria para comprimir 10Kg/s de un gas de una presión ρ = 0.MÁQUINAS NEUMATICAS 6. UNIV. Chumacero Rodriguez Eduardo ING. 3 = Constante. MECÁNICA . Chumacero Rodriguez Eduardo ING. MECÁNICA .-Se comprime 10gr de aire desde una presión de 1 bar y 10oc hasta otra presión de 6 bar. Calcular la temperatura del aire al final del proceso. El trabajo de compresión es de 3 KJ y el calor perdido por el aire durante el proceso es de 2KJ.MÁQUINAS NEUMATICAS 7. UNIV. Suponiendo que el compresor esta aislado y que son despreciables los cambios de energía cinética y potencial.MÁQUINAS NEUMATICAS 8. calcular el calor de recalentamiento. MECÁNICA . UNIV. 52 = C. Chumacero Rodriguez Eduardo ING..En un compresor centrifugo entra aire a 20 oC la relación de presiones es de 3 y el proceso de compresión es politropico de la forma PV 1. (20-3) por m tendremos: UNIV. Chumacero Rodriguez Eduardo ING. y multiplicando los dos miembros de la Ec.MÁQUINAS NEUMATICAS EJERCICIOS RESUELTOS CAPITULO 20 DEL MATAIX 20-1¿Que volumen ocupan 6.000 kg de aire a la temperatura t = 15° y presión barométrica Pamb = 735 Torr? Llamando m a la masa total del gas. MECÁNICA . Chumacero Rodriguez Eduardo ING. Un ventilador centrífugo tiene paletas rectas y un ancho constante en el rodete de 600 mm.MÁQUINAS NEUMATICAS 20-2. D1 = 600 mm. Calcular: a) los ángulos β1 y β2 b) la presión producida por el ventilador c) la potencia del ventilador UNIV.2 kg/m3) de 300 m3/min. En este problema no se considera las pérdidas. La entrada de la velocidad absoluta en los alabes es radial. Da un caudal de aire (p = 1. MECÁNICA . D 2 = 650 mm. Gira a 500 rpm. ancho del rodete constante e igual a 75 mm. Un ventilador centrifugado de aire ( p = 1. El caudal suministrando es de 3 m 3 /s . Se despreciara el espesor de los alabes y no se tendrán en cuenta las perdidas volumétricas.MÁQUINAS NEUMATICAS 20-3. Un manómetro diferencial inclinado mide una presión de 3.5 mbar entre la entrada y la salida del ventilador. La presión dinámica producida por el ventilador es despreciable. la velocidad 900 rpm. El rendimiento mecánico es 93%. La potencia en el eje de la maquina es 1. Chumacero Rodriguez Eduardo ING.84 KW. Calcular: a) b) c) d) rendimiento hidráulico rendimiento total perdida de presión es el ventilador ángulo que forman los alabes a la salida UNIV.2 kg/m 3) tiene las siguientes dimensiones: D2 = ½ m . La entrada en el rodete es radial. MECÁNICA . Calcular: a) b) c) d) la presión estática. Un ventilador aspira de una habitación grande que se encuentra a una temperatura de 20° C y a una presión de 725 Torr.MÁQUINAS NEUMATICAS 20-4. MECÁNICA . dinámica y total reales del ventilador velocidad del aire en el conducto de salida caudal de aire que proporciona el ventilador potencia suministrada por el ventilador al aire UNIV. Chumacero Rodriguez Eduardo ING.a.a. A la salida del ventilador un manómetro de agua marca una presión equivalente de 75 mm c. y un tubo de Prandtl marca una presión equivalente de 88 mm c. El aire es impulsado a través de un conducto rectangular de ¼ m2. 5 mbar. El área transversal del conducto de entrada es 1.29 kg/m3. El caudal del ventilador es 540 m 3/min. El conducto de impulsión es de 0. Tómese para la densidad del aire p = 1. La potencia en el eje de un ventilador es 15 KW.5 mbar.5 m 2 de superficie.MÁQUINAS NEUMATICAS 20-5.5 m2. MECÁNICA . Chumacero Rodriguez Eduardo ING. Calcular: a) presión total producida por el ventilador b) potencia comunicada al aire por el ventilador c) rendimiento total del ventilador UNIV. A la entrada misma del ventilador hay una depresión de 2. y la presión estática a la salida del ventilador es de 7. 29= kg/m3).7. MECÁNICA .03. La red lleva tres T en los puntos B. donde se han indicado en m las longitudes de los diferentes tramos. Chumacero Rodriguez Eduardo ING. El caudal es Q = 1.2.MÁQUINAS NEUMATICAS 20-6. UNIV. Se trata de escoger el ventilador para alimentación de la red de la figura. Para los dos codos E y F se tomara el coeficiente ζ = 0.000 m 3/h. C y D. tómese para estas T ζ = 0. determinar la presión total que debe tener el ventilador así como los diámetros de los diferentes tramos (Paire 1. Para todas las tuberías tómese el coeficiente λ = 0. Chumacero Rodriguez Eduardo ING.MÁQUINAS NEUMATICAS EJERCICIOS PROPUESTOS (Mataix) 20-9. El rendimiento total del ventilador es 70% Calcular la potencia de accionamiento del ventilador UNIV.2 kg/m3). En un túnel de viento de circuito cerrado la corriente de aire necesaria para los ensayos de los modelos se hace por medio de un ventilador que da un caudal de 50 m 3/s (p = 1. MECÁNICA . La perdida de carga en el túnel aerodinámico asciende a 2.000 Pa. Chumacero Rodriguez Eduardo ING. MECÁNICA .MÁQUINAS NEUMATICAS 20-10. Calcular el caudal de un ventilador que ha de producir 10 renovaciones de aire a la hora en una planta industrial que mide 50 x 20 x 8 m. UNIV. MECÁNICA . La presión estática a la entrada de un ventilador es 0. la dinámica 0. Chumacero Rodriguez Eduardo ING.4 mbar.8 mbar.MÁQUINAS NEUMATICAS 20-12. A la salida del ventilador la presión estática vale 10 mbar. Calcular la presión total del ventilador UNIV.5 mbar por debajo de la presión atmosférica y la presión dinámica 0. UNIV. MECÁNICA . Calcular el caudal de un ventilador que ha de renovar el aire de una sala de 30 alumnos.MÁQUINAS NEUMATICAS 20-13. En aplicaciones tales como aulas de Universidad se estima un consumo de 30 m 3 de aire por persona y hora. Chumacero Rodriguez Eduardo ING. La velocidad de los gases calientes a la salida y entrada del ventilador puede suponerse igual. Chumacero Rodriguez Eduardo ING. El caudal es de 5 m3/s. Un ventilador para tiro forzado tiene que trabajar contra una presión estática de 8 mbar.MÁQUINAS NEUMATICAS 20-17. el rendimiento total del ventilador es 65% Calcular la potencia de accionamiento UNIV. MECÁNICA .