UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICAII LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 1. Introducción El uso de la energía neumática en la actualidad ha tenido un significativo crecimiento, hoy en día observamos que, desde hogares hasta grandes industrias, hacen uso de los gases comprimidos, tal y como lo indica el autor Virgil Moring Faires, en su libro, Termodinámica, del cual extraemos el siguiente texto:“El aire comprimido, a una cierta presión por encima de la atmosférica, tiene muchos usos prácticos, como la operación de pequeños motores de aire, herramientas neumáticas, accionamiento de montacargas especiales, limpieza por chorro de aire, inflado de neumáticos de auto, rociado de pintura, elevación de líquidos por medios neumáticos y muchas otras aplicaciones industriales especializadas” Pero todo esto no sería posible sin la intervención de los compresores, máquinas dedicadas a elevar la presión de fluidos, en el caso gases, siendo las bombas, encargadas de elevar la presión en los líquidos, mismas que no son el objeto de nuestra práctica experimental. Los compresores operan bajo una solicitud de energía eléctrica, que luego es transformada en energía mecánica, para finalmente comprimir al fluido, generando así energía neumática que puede o no ser almacenada. 1.1. Antecedentes La elevación de presión de un gas en los compresores, es consecuencia de una secuencia cíclica de procesos termodinámicos asistidos por el sistema mecánico del compresor. 1.2. Objetivos Reconocimiento y descripción de los parámetros constructivos y funcionales de los compresores. Explicitar el íntimo vínculo entre la termodinámica de compresión y las características constructivas y dimensionales de los compresores. Reconocer y evaluar las prestaciones características de los compresores. 1.3. Fundamento Teórico 1.3.1. Compresor Máquina que tiene la finalidad de elevar la presión de un fluido compresible. 1.3.2. Tipos de compresores Los compresores se dividen en dos grupos claramente distinguibles: Compresores de desplazamiento positivo y Compresores dinámicos. 1.3.3. Compresores de pistón Los compresores alternativos usan pistones impulsados por un mecanismo biela manivela; los mismos pueden ser sub-clasificados en: móviles (portátiles) o estacionarios, de simple o doble efecto e igual que el resto de los compresores, de simple o múltiple etapa. 1 Jefe de Lab: Msc. Ing. Edgar S. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES El ciclo teórico de trabajo de un compresor ideal se entiende fácilmente mediante el estudio de un compresor monofásico de pistón fu En todas las máquinas de desplazamiento positivo, una cierta cantidad de volumen de gas de admisión se confina en un espacio dado y después se comprime al reducir este espacio o volumen confinado. En esta etapa de presión elevada, el gas se expulsa en seguida hacia la tubería de descarga o al sistema contenedor. Fig. 1.1 Vista en corte de un compresor de pistón de dos etapas con interenfriador. Marca: Modelo: Industria: Caudal de elevación: Presión: Número de revoluciones del compresor: Número de cilindros: Motor: Medidas A x P x H: Peso: BOGE SR 270 270[l/min] 10 [bar abs] 650 [rpm] 1 1,5 [kW] 910x410x620 120 [kg] Tabla 1.1 Modelo de ficha técnica para un compresor de pistón. 2 Jefe de Lab: Msc. Ing. Edgar S. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 8 [bar abs] 494 [rpm] 3 228 [kW] 2340 x 2140 x 9000 120 [kg] Tabla 1. Ing. Fig.4. En estos compresores no se presenta la fricción en el cilindro. Edgar S. por lo general. de diseño tradicional. Compresores de pistón laberíntico Los compresores de pistón laberíntico representan un subconjunto muy importante de las máquinas reciprocantes no lubricadas.3. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . 3 Jefe de Lab: Msc.2 Modelo de ficha técnica para un compresor de pistón laberíntico. a diferencia de los compresores reciprocante sin aceite.2 Compresor de pistón laberíntico (BurckhardtCompression) Marca: Modelo: Industria: Caudal de elevación: Presión de succión: Número de revoluciones del compresor: Número de cilindros: Motor: Medidas A x P x H: Peso: Burckhardt 3K160 12083 [l/min] 6. con anillos de pistón. estos compresores se oriental en forma vertical. Los compresores de pistón laberíntico no utilizan anillos o bandas de soporte para el pistón. 1.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 1. cuyas principales etapas fueron la licuefacción del aire y la síntesis de amoniaco. Edgar S.8 [bar abs] 494 [rpm] 3 228 [kW] 2340 x 2140 x 9000 120 [kg] Tabla 1.5. debido a que las presiones necesarias para otros procesos químicos importantes se han reducido de manera progresiva desde 1945. En la actualidad. 4 Jefe de Lab: Msc. Hipercompresores Íntimamente ligada a la industria química y con base en una larga evolución. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . 1.3 Modelo de ficha técnica para un hipercompresor. ésta es la única industria que necesita de grandes compresores reciprocantes para muy altas presiones.3 Hipercompresor (BurckhardtCompressions) Marca: Modelo: Industria: Caudal de elevación: Presión de succión: Número de revoluciones del compresor: Número de cilindros: Motor: Medidas A x P x H: Peso: Burckhardt 3K160 12083 [l/min] 6. Fig. Ing. la técnica de emplear muy altas presiones llegó a perfeccionarse a partir de los avances en la fabricación del polietileno de baja densidad.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 1.3. 4 Modelo de ficha técnica para un compresor de diafragma metálico. El movimiento del pistón reciprocante se transmite a los diafragmas por medio de un fluido hidráulico. Este movimiento provoca que los diafragmas entren a la cavidad de proceso.) Fig. Gardner Denver Inc. Compresores de Diafragma metálico Los compresores de diafragma metálico son máquinas de desplazamiento positivo en las cuales.4 Compresor de diafragmametálico (Pressure Products Industries. El elemento deslizante es un pistón que tiene un movimiento reciprocante dentro de un cilindro. 5 Jefe de Lab: Msc. con la consecuente reducción del volumen e incremento de la presión del gas. El diafragma metálico reduce (comprime) el volumen del gas y provoca un incremento en la presión del gas.5 [kg] Tabla 1.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 1.3. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 .6. Los gases se aíslan de las piezas reciprocantes e hidráulicas del compresor mediante tres discos metálicos delgados y flexibles llamados diafragmas. el elemento de compresión es un diafragma metálico o un grupo de diafragmas. Edgar S. y es un proceso adiabático o politrópico de un gas no ideal. Desde el punto de vista termodinámico. 1. este tipo de compresión se considera como trabajo tipo-flujo. Ing. Marca: Modelo: Industria: Caudal de elevación: Presión de succión: Número de revoluciones del compresor: Número de cilindros: Motor: Medidas A x P x H: Peso: Thomas 810VD/25/ANV/AC 28 [l/min] 3 [bar abs] 1500 [rpm] 3 125 W 129 x 169 x 122 2. Los compresores de anillo líquido sellados con agua en realidad depuran con gran eficiencia partículas tan pequeñas como las bacterias aéreas. Si la mezcla de gas es explosiva.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 1. los dinámicos y los de desplazamiento. La alimentación continua de sello líquido complementario mantiene el anillo rotatorio.3. Aun cuando se producen máquinas más grandes. es común que se les clasifique como compresores volumétricos con desplazantes líquidos. lo cual balancea las fuerzas radiales que debe soportar el rotor. Compresores de Anillo líquido Los compresores de anillo líquido.7. una abrumadora mayoría encaja en el rango de tamaño donde se necesitan impulsores de 15 a 150 kW para comprimir los gases hasta alrededor de 100 psig. Ing. El calor de compresión aumenta la temperatura del sello líquido sólo entre 10 y 15 °F durante su paso desde el relleno hasta la descarga y las temperaturas dentro del compresor de anillo líquido permanecen muy por debajo de los picos que la compresión adiabática produciría. los compresores de anillo líquido son el equivalente funcional de las bombas de anillo líquido. Edgar S. el compresor de anillo líquido puede funcionar como un inhibidor de flama cuando está sellado con un líquido no inflamable como el agua. La principal diferencia es en la construcción de doble lóbulo del compresor. La condensación del vapor disminuye el volumen que la bomba o el compresor debe manejar. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . representan un subgrupo dentro de las dos categorías más importantes de compresores. Debido a que estas máquinas emplean un líquido para desplazar los gases. Si la mezcla de gases de admisión contiene vapores que se condensen a la temperatura del sello líquido. Para abastecer esta alimentación de relleno es común enfriar y recircular el líquido proveniente del separador. o alrededor de 7 bar de presión de descarga. 6 Jefe de Lab: Msc. Los condensados fluyen hacia afuera junto con el sello líquido de descarga y el líquido acumulado en exceso se elimina entonces del sistema separador. se obtiene una ganancia de capacidad. Esa porción del sello líquido que atraviesa la bomba se elimina de la corriente de descarga por medio de un separador que el fabricante del compresor proporciona como parte del sistema. Por lo general. la cubierta del engranaje y la cubierta de los extremos. Ambos extremos de la unidad están lubricados con aceite esparcido. Compresores de tipo Lóbulo (Roots) Los sopladores tipo lóbulo o rotatorios positivos también llamados máquinas de pistón rotatorio o bombas de gas. Ing. las placas de cabezal. se emplean para manejar vapor y gases no corrosivos. Los respiraderos tienen válvulas de purga o drenaje.8. Los modelos básicos. y por lo general.5 Modelo de ficha técnica para un compresor de anillo líquido.3. 1. 7 Jefe de Lab: Msc. Los sellos de anillo de pistón forman un laberinto entre la cámara de compresión y los respiraderos perforados.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES Fig. 1. suelen fabricarse con acero fundido gris. Edgar S. suelen diseñarse con impulsores de hierro dúctil de eje integral que tienen un perfil en involuta. La camisa.5 Compresor de anillolíquido (Nash Engineering Company) Marca: Modelo: Industria: Caudal de elevación: Presión de succión: Número de revoluciones del compresor: Número de cilindros: Motor: Medidas A x P x H: Peso: Dekker DC0020B-KA USA 15 [cfm] 18 [psig] 3500 [rpm] 3 [hp] 244 x 384 x 235 22 [kg] Tabla 1. Los engranes de sincronización de aleación de acero están montados en forma cónica sobre los ejes. se utilizan rodamientos cilíndricos. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . 1.6 Modelo de ficha técnica de compresor tipo lóbulo. Algunos modelos de sopladores tipo lóbulo o bombas de gas.6.b Compresor de tipo lóbulo de gran tamaño Marca: Modelo: Industria: Caudal de elevación: Presión de succión: Número de revoluciones del compresor: Número de cilindros: Motor: Medidas A x P x H: Peso: Aerzen D12H Alemana 3 670 [m /h] 1500 [mbar] 37 [kW] 1250 x 1350 x 1500 590 [kg] Tabla 1.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES En muchas máquinas modernas tipo lóbulo se instalan sellos mecánicos de alto rendimiento en cada cojinete con el fin de controlar las fugas de gas y aceite y son convenientes para servicios al vacío o a presión. y eliminar el contraflujo rápido de gas hacia la bomba proveniente del área de descarga.a Rotores e impulsores de hierro dúctil y de eje integral para compresores de tipo lóbulo (Aerzen USA Company) Fig. Ing. Fig. 1.6. Edgar S. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . 8 Jefe de Lab: Msc. incorporan un diseño patentado que reduce el ruido y la pérdida de potencia al emplear una brida y un chorro envolvente exclusivo para controlar la igualación de presión. 7. tres y cinco lóbulos.4 a la 1. tiene fases de trabajo distintas: succión. 1.9. Fig.8. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . El compresor de tornillo es una máquina de desplazamiento positivo y como tal.a Compresor de tornillo rotatorio (máquina de doble tornillo helicoidal) Marca: Modelo: Industria: Caudal de elevación: Presión de succión: Número de revoluciones del compresor: Número de cilindros: Motor: Medidas A x P x H: Peso: Compair D110H RS USA 18. 1. Se producen rotores de dos. En la carcasa del compresor se encuentran acomodados dos tornillos helicoidales con rotación contraria. Compresores de Tronillo rotatorio Los compresores de tornillo rotatorio tienen una configuración característica como las mostradas en las figura 1.55 [m3/min] 10 [bar] 110 [kW] 2158 x 1412 x 1971 2200[kg] Tabla 1.3.b Paquete mediano de compresor de tornillo rotatorio (Aerzen USA Company) Fig.7. Edgar S.7 Modelo de ficha técnica de compresor de tornillo rotatorio. Ing. compresión y descarga.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 1. las boquillas de admisión y descarga del gas se encuentran localizadas en los extremos opuestos. 9 Jefe de Lab: Msc. 10. 1. Ing. Los compresores centrífugos tienen relativamente pocos problemas y son confiables para mover gas. o menos. tal como aparece en la figura 1. tanto de impulsión directa o con reducción de engranes (figura 1.3. que funcionen las plantas de proceso modernas.8. Fig.8. El restante 20%. tal vez. Miles de compresores centrífugos son máquinas de una sola etapa. son máquinas de flujo axial dedicadas para flujos elevados o aplicaciones de baja presión. a estos compresores se les llama turbocompresores y las máquinas centrífugas comprenden.b. Casi cualquier gas puede comprimirse mediante éstas máquinas y su extensa variedad de tamaños y rangos de presión hace posible.a Compresor centrífugo de una sola etapa con engranaje integrado (Dresser Rand Company) 10 Jefe de Lab: Msc. Edgar S.a) y miles se fabrican en configuración de etapas múltiples. en la mayoría de los casos.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 1. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . el 80% o más de los compresores dinámicos.8. Con frecuencia. Compresores centrífugos Los compresores centrífugos se basan en el principio de impartir velocidad a una corriente de gas y luego convertir ésta energía de velocidad en energía de presión. La fuerza centrífuga impulsa las paletas hacia la pared del cilindro.11. 11 Jefe de Lab: Msc. La figura 1.8. transmisión de gas y sistemas de aire de plantas pequeñas.4 – 8.b. recuperación de vapores químicos y petrolíferos. Ing.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES Fig. El rotor está equipado con paletas que tienen libertad de movimiento radial hacia adentro y hacia afuera de las ranuras longitudinales.6 [bar] 260 – 400 [kW] 2830 x 1800 x 2080 9550[kg] 1. 1.9. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . transportación neumática.b Compresor centrífugo de etapas múltiples en una planta petroquímica. (ElliottCompany) Marca: Modelo: Industria: Caudal de elevación: Presión de succión: Número de revoluciones del compresor: Número de cilindros: Motor: Medidas A x P x H: Peso: Tabla 1. Compresores de paletas deslizantes Los compresores de paletas deslizantes suelen encontrarse en aplicaciones tales como perforación de pozos mediante chorro de aire.8 Modelo de ficha técnica de compresor Centrifugo Ingersoll Rand C400 USA 45 – 67 [m3/min] 3. Edgar S. Cada unidad tiene un rotor montado en forma excéntrica dentro de un cilindro con chaquetas de agua.3. ejemplifica la manera en que las paletas forman células individuales y el aire o el gas dentro de éstas células se comprime a medida que el rotor gira. 9. Ing.4 [bar] - Tabla 1.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES Fig. Edgar S. 1. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 .9.b Principio de operación de un compresor de paletas deslizantes.a Compresor de paletas deslizantes (A-C CompressorsCorporation) Fig.9 Modelo de ficha técnica para un compresor de paletas deslizantes. 12 Jefe de Lab: Msc.0 [l/min] 0. 1. Marca: Modelo: Industria: Caudal de elevación: Presión de succión: Número de revoluciones del compresor: Número de cilindros: Motor: Medidas A x P x H: Peso: Thomas G12/09-6 B USA 11. gracias a su alto rendimiento y facilidad de acoplamiento es el más utilizado en aviación. los cuales no forman parte del compresor. Este proceso se repite en cada escalón. convirtiendo la energía cinética en presión. Edgar S. Hoy en día. Ing. pero debido a los pocos conocimientos de aerodinámica de la época.10 Rotor de un compresor axial Marca: Modelo: Industria: Caudal de elevación: Presión de succión: Número de revoluciones del compresor: Número de cilindros: Motor: Medidas A x P x H: Peso: Atlas Copco ZH+ USA 967 – 7547 [l/s] 2 – 12. Compresores axiales El compresor axial fue utilizado en alguna de las primeras turbinas. Cada disco de rotor y estator forman un escalón de compresor. Entre rotor y rotor se coloca un espaciador. pues solo orientan la corriente para que entre con el ángulo adecuado. Fig. Estos espaciadores pueden ser independientes o pertenecer al rotor. el cual permite que se introduzca un estator entre ambos.3. Los compresores axiales están formados por varios discos llamados rotores y estatores que llevan acoplados una serie de álabes.5 [bar] 315 – 2750 [kW] - Tabla 1. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 .12. En algunos compresores se colocan en el cárter de entrada unos álabes guía. 13 Jefe de Lab: Msc. En el rotor se acelera la corriente fluida para que en el estator se vuelva a frenar.10 Modelo de ficha técnica para un compresor axial. dio como resultado compresores con rendimientos muy bajos.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 1. 1. 1.. Ing.25 bar Observaciones.86 Vel.Manomettro TIPO bourdon Marca Cewal Modelo COLOR NEGRO metalico Unidades Bar 0-12 bar Alcance 0. Presión atmosférica local: 65. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 .Azul .8 [kPa] 2. 4hp Tensión 230 / 380 [V] (Δ / Y) Frecuencia 50 Hz Factor de Pot. Angular 2860 rpm Observaciones. de fuente motriz eléctrica y portátil con tanque de almacenamiento propio Müller Alemana Rojo .Plateado 4 HP ( Compresor de Aire) Alternativo de simpe efecto y de una etapa Nombre Nombre Plateado Observaciones. 0. Metodología Fecha de realización: lunes 12 de agosto de 2013 Lugar: Laboratorio de Neumáticas Hora: 14:30 – 16:00 Temperatura ambiente: 18°C aprox. Equipo..- 14 Jefe de Lab: Msc. material e instrumentos (descritos por sus respectiva fichas técnicas) Sistema Tipo Marca Modelo Industria Color Potencia Accesorios : Nombre Cabezal Tipo Marca Modelo Industria Color Equipo Compresor Reciprocante.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 2. Edgar S.No tenía datos técnicos (no tenia placa de características) Motor Eléctrico Tipo ca Marca Trop Insul Industria USA Color Azul Potencia 3 Kw .es parte del conjunto dispositivo de mando del compresor OBSERVASIONES.5 bar Sensibilidad Incertidumbre ±0. 1 °C ± 0.1 °C Nombre: Marca: Modelo: Industria: Color: Unidad de Medición: Rango: Sensibilidad: Incertidumbre: Pinza Amperimétrica Data Hold USA Verde Oscuro A..99 rpm) 0.1 V. V. +999.1 Ω ± 0..9 rpm) 1 rpm (+1000 .1 Ω 15 Jefe de Lab: Msc. 0. Edgar S.Amarillo °C 0 – 120 °C 0.1 V.. ± 0. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 .UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES Nombre: Marca: Modelo: Industria: Color: Unidad de Medición: Rango: Sensibilidad: Incertidumbre: Medidor de rpm sin contacto Testo Testo 465 Alemana Plateado rpm +1….2 – 1000 V en DC 200 – 2000 Ω 0. ± 0.1 A..01 rpm (+1 .1 A...1 rpm (+100 . +99999 rpm) ± 1 rpm Nombre: Marca: Modelo: Industria: Color: Unidad de Medición: Rango: Sensibilidad: Incertidumbre: Termómetro infrarrojo Raytek Raynger ST-60 USA Negro . +99999 rpm 0. 0. Ω 20 – 100 A en AC 2 – 750 V en AC 0. +99. Ing. Ing.02 mm 1/128 in ± 0. 0.1 min Observaciones. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . 01 min ±0.01seg.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES Nombre: Marca: Modelo: Industria: Color: Unidad de Medición: Rango: Sensibilidad: Incertidumbre: Calibrador Vernier Uyustools China Plateado mm. 099cseg 0.02 mm ± 1/128 in Nombre TIPO MARCA INDUSTRIA COLOR UNIDADES ALCANCE SENSIBILIDAD INSERTIDUMBRE Celular DIGITAL Motorola México Plomo.[seg]. inch 0 – 150 mm 0 – 6 in 0.[cseg] 0-59min.se utilizo durante el proceso de medición como cronometro 16 Jefe de Lab: Msc.01 seg .. 0-59seg. Edgar S.negro [min]. e inmediatamente se procede a tomar lecturas de temperatura en los puntos indicados por el docente. en caso de ser cierto. siendo éstas la temperaturas finales para el depósito y compresor. lugar donde se halla el compresor puesto en estudio. en dos puntos extremos. En intervalos de 1 minuto. se corta la corriente que energiza al motor del compresor.2. Es necesario verificar si el depósito del compresor contiene aire en su interior.1 Montaje del equipo 2. Ing. se procede a la lectura de los valores de corriente. 2. y también en las aletas de refrigeración del compresor propiamente dicho. Una vez llegado a los 4 bar de presión. siendo el promedio de ellas nuestra temperatura inicial. Las mediciones se realizarán mientras la presión al interior del depósito de aire sea inferior a los 4 bar. propuestos por el docente de laboratorio. se realiza la medición de la temperatura del depósito de aire. Edgar S. Descripción del experimento El desarrollo del experimento fue en el Laboratorio de Neumáticas. para proceder a llenar el depósito con aire. Se inicia el cronómetro.3. y al mismo tiempo se energiza el motor del compresor. Montaje del equipo Fig. 17 Jefe de Lab: Msc. presión y velocidad de giro de la polea conducida. posterior a ello.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 2. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . es imprescindible vaciar su contenido. 1 °C 16. Ing.1 [min] 1.4.0 4.8 1 2 3 4 Tabla 2.4 3.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 2.1 [A] 3. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 .6 17.60 2.0 2.7 Temperatura en el Compresor propiamente dicho: Tcomp [°C] ± 0.9 Tiempo: t[min] ± 0. Registro de Datos Los datos registrados se detallan a continuación: Punto 1 de Medición Punto 2 de Medición promedio Temperatura inicial: Ti [°C] ± 0.8 3.1 °C 68.00 3. Corriente y tiempo 18 Jefe de Lab: Msc.5 Tabla 2.4.9 17. presión.00 Intensidad de corriente: I[A] ± 0.0 3.1 °C 13.25 [bar] 1.20 4. Edgar S.4. a Registro de Temperaturas Realizada Nº Velocidad angular : ω[rpm]± 1 [rpm] 1237 1235 1231 1228 Presión: p [bar]± 0.1 Temperatura final: Tf [°C] ± 0.b Registro de Mediciones correspondientes a Velocidad angular.25 13.3 14.6 3. Ing. Edgar S. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 .UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 2. cuyo proceso de resolución se detalla a continuación: Equations Windows 19 Jefe de Lab: Msc. Cálculos El software empleado para la resolución del problema es el EES.5. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . Edgar S.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 20 Jefe de Lab: Msc. Ing. Ing. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 .UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 21 Jefe de Lab: Msc. Edgar S. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . Edgar S.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES CALCULO DE LA INCERTIDUMBRE 22 Jefe de Lab: Msc. Ing. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 23 Jefe de Lab: Msc. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . Ing. Edgar S. Ing. Edgar S.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES RESULTADOS 24 Jefe de Lab: Msc. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . 2 Diagrama T-s del compresor Fig.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES Plot Window Fig. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . Ing. Edgar S. 2. 2.3 Diagrama P-V del compresor 25 Jefe de Lab: Msc. 00001891±0. siendo P2 la presión máxima que alcanza el aire y a su vez T2 la temperatura máxima de todo el proceso. y se mantendría el flujo másico.00001004 Vd[m3] 0. aumentar su rendimiento 26 Jefe de Lab: Msc. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 .00003575 0.0001333±0.00003575 0. Resultados Nº 1 2 3 4 V[m3] 0. y por lo tanto el mismo comportamiento sufren el rendimiento volumétrico y el rendimiento efectivo. ya que factores climatológicos o de ambiente pueden variar los valores nominales de trabajo característico por lo que se deberán implementar mecanismos de optimización en el compresor existente para así poder. esto se debe a que la temperatura es muy elevada y provoca la variación de la densidad por lo que el aire adquiere otras características que influyen en el resultado.UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTROMECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS TERMODINAMICA TECNICA II LABORATORIO Nº 1 MEC 2250 COMPRESORES 2. Discusión e interpretación de resultados De la prueba realizada podemos llegar a interpretar que si mantenemos la presión de descarga.0003152±0. Se pudo observar también que el caudal a la salida del compresor es muy elevado. Edgar S. También pudimos verificar que existe un vínculo muy importante entre la termodinámica de compresión y las características del compresor.00004742±0. por lo menos. esto debido a que no existe una compresión a temperatura constante. que sube a medida que nos acercamos al nivel del mar.6. 4.00002376 3. el trabajo del compresor tendería a subir a medida que el compresor se acerca al nivel del mar Del mismo modo ocurre con la potencia. Conclusiones Tras concluir la realización de la practica experimental pudimos comparar los parámetros más importantes del funcionamiento del compresor y su parte constructiva. Al calcular las presiones en todos los estados del compresor pudimos comprobar que realmente se crea un diagrama idéntico al aprendido en clases teóricas. Ing.000001426 0.0003341±0. http://www. Mc-Graw-Hill. Heinz.php?22/22/220.com/productlist. http://www. Peñaranda Muñoz Fecha de entrega: 30 de agosto de 2013 . acceso 29 de agosto de 2013. 1994. http://www. Uyustools. 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