PROBLEMAS PROPUESTOS EN CLASES1.-Se desea construir un compresor para comprimir aire a 1 Kg/cm y t1= 20 c, Hasta p2=9kg/cm, el compresor deberá funcionar a N= 350 rpm se construirá con un espacio nocivo de =2 con una relación de carrera diámetro de β=1.2, para un gasto másico de m = 300 kg/h y se supondrá el exponente de la politrópica será m = 1.25, determinar a) El trabajo a suministrar por cada lugar de masa que circula por el compresor b) La potencia requerida en Cv c) Dimensiones principales del compresor carrera, diámetro d) La cantidad de calor que por hora debe transferir el refrigerante del compresor e) Cual será la potencia requerida si se lo construye en 2 etapas en condiciones óptimas. 1 2 2.-Un compresor alternativo cuya característica son carrera I=20 cm , D=16 m , relación de espacios nocivos =0.03 y velocidad n=300 rpm comprime aire a P0= 1atmf, t0= 27 c y lo impulsa a un recipiente rígido de V =3m volumen inicialmente dicho recipiente contiene aire a P1= 20atmf y t1= 27 c en equilibrio térmico en el medio a los 20 minutos al detener el compresor el aire se encuentra en el recipiente a P1f=20 atm, t1= 50 c si las transformaciones que experimenta el aire en el compresor se las considera poli trópicas de exponente m=1.3 determinar: a) Masa de aire agregada al recipiente b) Masa de aire aspirado primera embolada c) Presión final del aire en el recipiente al restablecer el equilibrio termico con el medio. d) El calor cedido al medio durante la transformación que conduce ha dicho equilibrio térmico e) Si el compresor no se detiene a los 20 min cual será la Pmax alcanzado en el recipiente que este tenga la resistencia mecánica adecuada. 3 4 . 5 . 52 el aire se toma de la atmosfera a 1 bar y 18 c a razón de 12 m/seg y se descarga a 7 bar absolutos. 6 . potencia para mover el compresor despreciando las perdidas mecánicas. rendimiento interno del compresor.-Se comprime aire de un turbocompresor siguiendo un proceso politrópico con n=1. Calcular calor de recalentamiento (9 rev) es eficiente de recalentamiento.3. 7 . 4.-se comprime aire en turbocompresor. el aire se toma de la atmosfera a 1 bar y 18 c y se descarga a 1 bar absolutos. 8 . enfriando siguiendo un proceso politropico con n =13. trabajo de compresión si el proceso fuera isotérmico y el rendimiento isotérmico. Calcular el trabajo de compresión por Kg de aire que elimina en el sistema de enfriamiento. 48 =C el trabajo de compresión Wa=140 kJ/kg.. 9 . Calcular: a) b) c) d) e) f) Presión a la salida del impulsor (rotor) P2 Temperatura del aire a la salida del impulsor Rendimiento interno del impulsor Presión a la salida del difusor Relación de presiones en el escalonamiento Temperatura de aire a la salida del escalonamiento. la velocidad de entra al impulsor V1=150m/seg. V2=180 m/seg y la salida del miso. El rendimiento interno en el difusor y en el impulsor es el mismo. Del difusor sale el aire V3=125 m/seg. El proceso de compresión es según la poli trópica Pv1.Entra a un turbocompresor de escalonamiento t1=15°C y a una presión de 1Bar.5. 10 . 1.-Un compresor enfriado aspira aire a razón e 120 m/min a la P=1 bar y t= 25 c y lo comprime poli trópicamente con n=1.EJERCICIOS DE CÁLCULO DE COMPRESORES 5. Calcular el calor Q eliminado 11 .33 hasta 4 bares. 12 . 2. Calcular el calor transferido por kilogramo.-entra aire a un compresor a 1 bar y 10 c con una velocidad despreciable y se descarga a 3 bar y 100 c atreves de un conducto de 2mm de sección transversa con un volumen 160m/seg de compresión de 1000kw. 13 .5. hasta una P=4 bar.3. si el proceso es de forma Pv=c 14 .5.-Calcular la potencia de kw necesaria para comprimir 10 kg/seg de un gas de una P1=0.9 kg/cm. 4. Calcular la temperatura del aire al final del proceso.-Se comprime 10 gr de aire desde una presión P=1 bar y T=10 c hasta una presión de 6 bar el trabajo de compresión es de 3kJ y el calor perdido en el aire durante el proceso es de 2KJ.5. 15 . 16 .-Se comprime un gas siguiendo el proceso PV=C las condiciones iníciales son V1= 10dm y P1= 1bar.5. las condiciones finales V2=2 dm. Calcular el trabajo de compresión.5. 5.52 =C suponiendo que el compresor está aislado y que son despréciales los cambios de energía cinética y potencia. Calcular el calor recalentado.-En un compresor centrifugo entra aire a 20 °C la relación de presiones es de 3 y el proceso de compresión es politropico de forma Pv 1.6. 17 . PROBLEMAS DEL CAPITULO 20 DE CLAUDIO MATAIX VENTILADORES 20.¿Que volumen ocupan 6000kg de aire a la temperatura de t=15 c y presión barométrica Pamb=735 torr? Llamando m a la masa total del gas y multiplicando los dos miembros de la ec(2-3) por m tenemos. 18 .1.. -En este problema no se considera las pérdidas.2.2kg/m) de 300m/min. Gira a 500rpm. Calcular a) Los ángulos β1 y β2 b) La presión producida por ventilador c) La potencia del ventilador 19 . De un caudal de aire (ρ=1. Un Ventilador centrífugo tiene paletas rectas y un ancho constante en el rodete de 600 mm.20. La entrada de la velocidad absoluta en los alabes es radial D2=650mm y D1=600mm. 5 mbar entre la entrada y la salida del ventilador. Se despreciara el espesor de los alabes y no se tendrán encuentran las perdidas. La presión dinámica producida por el ventilador es despreciable. ancho del rodete constante e igual a 75 mm.2kg/m) tiene las siguientes dimensiones D2= 1/2m.-Un ventilador centrifugo de aire (ρ=1.20. la velocidad 900 rpm. Calcular: a) Rendimiento hidráulico b) Rendimiento total c) Pérdida de presión en el ventilador d) ángulo que forman los alabes a la salida 20 .84 kw. El rendimiento mecánico es 93% .3. El caudal suministrado es de 3 m/s.La entrada en el rodete es radial. La potencia en el eje de la maquina es 1. Un manómetro diferencial inclinado mide una presión de 3. a. Calcular: a) La presión estática.20. y un tubo de prandtl marca una presión equivalente de 88 mm c.a.-Un ventilador aspira de una habitación grande que se encuentra a una temperatura de 20 c y a una presión de 725 torr. 21 . El aire es impulsado a través de un conducto rectangular de ¼ m. dinámica y total reales del ventilador b) Velocidad del aire en el conducto de salida c) Caudal de aire que proporciona el ventilador d) potencia suministrada por el ventilador al aire.4. A la salida del ventilador un manómetro de agua marca una presión equivalente de 75 mm c. El área transversal del conducto de entrada es 1.5.20. El caudal del ventilador es 540 m/min. a) Presión total producida por el ventilador b) Potencia comunicada al aire por el ventilador c) Rendimiento total del ventilador 22 . El conducto de impulsión es de 0.5m a la entrada del ventilador hay una depresión de 2.-La potencia del eje de un ventilador es 15kw. Tómese para la densidad del aire ρ=1.29kg/m Calcular.5 mbar.5 mbar.5 m de superficie y la presión estática a la salida del ventilador es 7. Para todas las tuberías tómese el coeficiente de ƛ=0.2 el caudal es Q =1000 m/h .20.-Se trata de escoger el ventilador para alimentación de la red de la figurara donde se han indicado en m las longitudes de los diferentes tramos.03. C. determinar la presión total que debe tener el ventilador así como los diámetros de los diferentes tramos (Paire=kg/m) 23 .para los dos codos E y F se tomara el coeficiente de τ =0.7 .6. D. Tómese para estas T τ=0. La red lleva tres T en los puntos B. .-La presión estática de un ventilador equivale a 20 mm c. y la presión dinámica a 5 mm c.a.20.a.Calcular la presión total producida por el ventilador.7. 24 . 20-8.- 25 . Calcular la potencia de accionamiento del ventilador? 26 . el rendimiento total del ventilador es 70%.9.20.-En un túnel de viento de circuito cerrado la corriente de aire necesaria para los ensayos de los modelos se hacen por medio de un ventilador que dan caudal de 50 m/seg (ρ=1.2kg/m) La perdida de carga en el túnel aerodinámica asciende a 2000pa. 10. 27 .20.-Calcular el caudal de un ventilador que ha de producir 10 renovaciones de aire a la hora en una planta industrial que mide 50*20*8m. -La presión estática a la entrada de una ventilador es 0. 28 .20.4 mbar. la dinámica 0. Calcular la presión total el ventilador.5 mbar por debajo de la presión atmosférica y la presión dinámica 0.8 mbar.12. A la salida del ventilador la presión estática vale 10 mbar. 29 . Calcular el caudal de un ventilador que ha de renovar el aire de una sala de 30 alumnos.20-13.En aplicaciones tales como aulas de Universidad se estima un consumo de 30 m3 de aire por persona y hora.. Calcular el caudal del ventilador.75.Un ventilador para en condiciones normales genera una presión estática de 20 mbar y una presión dinámica de 2 mbar. La potencia de Accionamiento es de 75 kW.20-16.. 30 . El rendimiento total del ventilador es 0. Calcular la potencia de accionamiento. El rendimiento total del ventilador es 65%.Un ventilador por tiro forzado tiene que trabajar contra presión estática de 8 mbar.20-17. 31 .. La velocidad de los gases calientes a la salida y entrada del ventilador puede suponerse igual. El caudal es de 5 m3/*seg. La salida del 32 . rendimiento total del ventilador 60%. entra radial. D2=150CM .Un ventilador produce una presión estática (incremento) equivalente a 400m. rendimiento volumétrico=1 Calcular:. rendimiento mecánico 88%.a y un caudal de 1000 m3/ min en condiciones normales . b) La potencia en el eje del ventilador. β2=30°. a) La presión total del ventilador.. 20-21.c.Un ventilador centrifugo tiene las siguientes características: ancho del rodete constante e igual a 150cm..El ventilador girando a 300rpm suministra un caudal de 2000 m3/min.20-20. El hogar necesita 15 kg de aire (ῤ=1.29 kg/m3) por cada kg de carbón 33 .ventilador tiene una superficie de 8500 cm2.65. El rendimiento total del ventilador es 0. Calcular la potencia de accionamiento. 20-23 Un soplante de un hogar tine que trabajar contra una presión estatica de 8 mbar. Calcular la potencia necesaria en le motor eléctrico par accionamiento de este ventilador.quemado y se queman 40toneladas de carbón por hora. 34 . El rendimiento total del ventilador es 65%. La velocidad del aire impulsado es 10 m/ seg.
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