Lt Compresor Serrano

7/23/2019 Lt Compresor Serrano

http://slidepdf.com/reader/full/lt-compresor-serrano 1/17

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

LABORATORIO DE TERMODINÁMICA

PRÁCTICA # 3COMPRESOR DE DOS ETAPAS

DATOS GENERALESPeríodo: 2015-AMateria: Termodinámica III GR2Grupo de laboratorio: GR6Nobre: Serrano Barahona Guillermo Israel!e"a de reali$a"i%&: 22/05/2015

'O(A DE DATOS

)*+ Dato, toado, para el aire

AIRE

P.an!ue

"#si$

%mica&a

"#ul'$

()*P+a&a

I,TR-,RIA

)RP

inermedia "#si'$

()*P alaP)ST-

,RIA)R

%mio+era"#ul'$

Te"($

Ts"($

Te"($

Ts"($

Te"($

Ts"($

Te"($

Ts"($

0 5 22 6 6 23 2 23 66 66 1 4

0 6 23 106 106 2 26 2 6 6 22 5

110 6 22 26 24 26 23 4

Di-etro, pla"a ori.i"io /pul01

(a&a de aire "#ul'$ To+era "#ul'$

2*+ Dato, toado, para el a0ua de e&.riaie&to

AGA DE EN!RIAMIENTO

P.an!ue

"#si$

()*P +a&aI,TR,RIA)

R()*P ala

P)ST,RIA)R

Te"($

Ts"($

%cr "#ul'$

Te"($

Ts"($

%cr "#ul'$

Te"($

Ts"($

%cr "#ul'$

Te"($

Ts"($

%cr "#ul'$

0 20 34 5 3/ 20 21 4 6/ 20 23 5 1/ 20 22 6 2/

0 21 36 5 3/ 20 22 4 5/ 21 24 5 2/ 21 23 6 2/

110 21 35 5 6/ 21 22 4 6/ 21 25 5 6/ 21 25 6 5/

Página 1 de 17






3*+ Dato, toado, e& lo, otore, el4"tri"o,

MOTORES DC

Pan!ue "#si$

()*PRS)R BA7A ()*PRS)R A8TA

"l+9$

Alineaci:n ";< =$

()*P

"r#m$

*)T)R"r#m$

>">$

A"A$

"l+9$

Alineaci:n

";< =$

()*P

"r#m$

*)T)R "r#m$

>">$

A"A$

0 5.1 ; 316.4 4<2 150 14 6 ; 36. 1130< 130

0 5.1 ; 34.2 1044<6 160 14 6.5 ; 26.3 5< 140

110 5.1 ; 330.0 0 150 14 6.5 ; 36.0 1104 10 10

Relaci:n deransmisi:n? 1?3 Relaci:n deransmisi:n? 1?3

Bra@o de or!ue "#ul'$? 13 Bra@o de or!ue "#ul'$? 13

IN!ORME

)* De.i&a lo, ,i0uie&te, t4ri&o, ,e05& ,u, palabra,:

a* Pro"e,o i,e&tr%pi"o6 i,ot4ri"o 7 politr%pi"o:Proceso isenr:#ico? es un #roceso o ciclo en el !ue de+en cum#lirse dos cosas< !uese adia+áico reersi+le. Para ser adia+áico no de+e e=isir rans9erencia de calor !ue sea reersi+le !uiere decir !ue no e=isan #erdidas #or ro@amieno.

Proceso isoCrmico? s el #roceso !ue ra+a&a con 'as ideal donde se maniene unaem#eraura consane en odo el ranscurso.

Proceso #olir:#ico? s un #roceso donde e=ise com#resi:n e=#ansi:n de 'ases<

la relaci:n enre la #resi:n el olumen se relaciona mediane la 9:rmula? PV k =C <

donde D ( son consanes dadas #or el #roceso #olir:#ico.

b* 8-l9ula, de ali9io 7 de pur0a:>álula de aliio? Su 9uncionamieno es auomáico en 9unci:n de la #resi:n. s unaálula !ue reduce las #resiones !ue se e&ercen denro de un sisema cuando Csas seencuenran so+re el lEmie má=imo admisi+le.

>álula de #ur'a? s una álula !ue sire #ara e=#ulsar residuos o maerial nodeseado !ue se encuenra denro del sisema a9eca a mediciones o ra+a&o dele!ui#o.

"* E.i"ie&"ia 9olu4tri"a:

Página 2 de 17






s la relaci:n !ue e=ise enre el olumen admiido #or el com#resor el olumendes#la@ado #or su #is:n.

2* Epli;ue "o& ,u, palabra, "%o .u&"io&a& lo, dia0raadore, delo, "opre,ore, u,ado, e& la pr-"ti"a6 epli;ue bre9ee&te el4todo ;ue epleo para "al"ular el -rea del dia0raa*

Son dis#osiios !ue se +asan en i'ualar el moimieno del cilindrodonde se coloca el #a#el #ara di+u&ar el #is:n del com#resor. Fa !ueel cilindro se moerá &uno con la carrera del #is:n< mediane un cord:nuniCndolo con el ci'eHal del com#resor< las 'rá9icas son es#ecE9icas decada #resi:n com#resor.

Para o+ener el área del dia'rama< uilicC un #a#el milimerado en el cualim#rimE los dia'ramas< con la auda de sus diisiones o+ue un área+asane a#ro=imada. )ra alernaia es el uso del so9are Auocad<con el comando ARA se delimia el conorno de una secci:n !ue sedesea medir.

3* Co&,ultar el .u&"io&aie&to de la, 9-l9ula, de tre, 9ía, 7re"o&o"er "u-&ta, ei,te& e& el "opre,or del laboratorio*

Jna de esas Eas se diri'e al acuador de un cilindro de sim#le e9eco<las dos Eas resanes an hacia un an!ue a la #resi:n< haciendo !ueel 9luido aa hacia el acuador #resi:n en la ora #osici:n reorne delacuador al an!ue. n el com#resor e=isen 3 álulas de res Eas !ueunen el com#resos de ala< de a+a&a< el inecooler el a9ercooler.

<* E& ba,e al .u&"io&aie&to de la, 9-l9ula, de tre, 9ía,6 reali"e do,dia0raa, e& lo, ;ue ,e ilu,tre "oo ,ería la po,i"i%& de "ada

9-l9ula para ;ue opere ,olae&te el "opre,or de alta o ,olae&teel "opre,or de ba=a*

Página de 17






>* Reali"e u& e=eplo de "-l"ulo6 utili"e lo, 9alore, obte&ido, e& la

priera "o&di"i%& de .u&"io&aie&to e& el "opre,or de ba=a*

,oa? ,o es necesario e&em#lo de cálculo de las e9iciencias< salo laolumCricaK am#oco de las #Crdidas en los inercam+iadores< #ueso!ue se usa la misma 9:rmula de #Crdidas #or en9riamieno de loscom#resores.

Poencia elCcrica L%PM Le&em#loM

Pe=V ∗ I

V =Voltaje (V )

I = Amperaje ( A)

Pe=150 [V ]∗14 [ A ]=2100 [ W ] 1 [ HP ]745.7 [ W ]

=2,82[ HP ]

Poencia al e&e del moor L%PM

Pe ,m=T × ω

T = F ×r

T =torque(lbf −¿)

ω=velocidad anular del motor ( rad

! ) F =fuer"amedidaen el dinam#metro (lbf )

Página ! de 17






13∈¿r=bra"odetorque ¿

T =5,1 [lbf ]∗13[¿]=66,3[ lbf ∗¿]

Pe ,m=66,3 [ lbf ∗¿ ]∗949,2 [rpm ]=62931,96 [ lbf ∗¿∗rpm ]

Pe ,m=62931,96 [lbf ∗¿∗rpm ]0.1047[ rad

! ]1 [ rpm ]

1 [ pie ]12 [¿ ]

1 [ HP ]

550[ lbf ∗ pie

!e ]=0,99 [ HP ]

Poencia al e&e del com#resor L%PM

Pe ,c=0,98× P e, m

Pe ,c=0,98×0,99=0,9702[ HP ]

>olumen des#la@ado #ara los dos #isones L#l'3 M

V $=% ∗d

2

4∗ &c∗ ' c

d=di(metrodel cilindro de baja[ pl ]

&c=carreradel pi!t#ndebaja [ pl ]

' c=n)mero de cilindro!

V $=% ¿ (4

)

2

4 [ pl2

]∗4 [ pl ]∗2=32% [ pl3

]=100,53 [ pl3

]

V $=32% [ pl3 ]=100,53 [ pl

3 ]

Presi:n media indicada L#siM

Pm ,i= A*

&

Página " de 17






A=(readeldiaramaindicado [ pl2 ]

* =con!tante del re!orte raficador &=lonitud del diarama[ pl]

Pm, i=191,94 [mm

2 ]∗72[ p!i / pl ]54[mm]

=255,92[mm∗ p!i / pl]

Pm, i=10,076[ p!i]

Poencia Indicada L%PM

Pi=W i∗ωc

W i=trabajo reali"ado por el compre!or en cadarevoluci#n((rea del diarama indicado)

W c=velocidad anular del compre!or

1mm2=1mmV ∗1

mmH ∗72 p!i

25.4 mmH ∗50.265 pul

3

49mmV =2,89 [ lbf ∗ pl ]

W i=191,94 [mm2 ]∗2,89[ lbf ∗ pul

mm2 ] #En $ada %e&' de( )*+*%,

W i=554,71 [ lbf ∗ pul ]

Pi=554,71 [ lbf ∗ pul

rev ]∗316,4[ rev

min ]∗1min∗ HP∗ pie

60 !∗550 lbf ∗ pie

!

∗12 pul

Pi=0,443 [ HP ] #Pa%a -n .i/+0n de( $*).%e/*%,

Pi=0,886 [ HP ] #P*% (*/ d*/ $i(ind%*/,

lu&o másico de a'ua #ara en9riamieno del com#resor Ll+m/sM

m+=¿ H C

0.496638

99,1094 ( lbm! )

Página de 17






H C=alturade la columna e-nold! [¿ ]

m+=(13,5)0.496638

99,1094=0,03675 [ lbm/ !]

PCrdidas #or en9riamieno en el com#resor L%PM

)( entrada sal idawww T T CpmQ −=

••

Cp+=calor e!pec.fico del aua(1/T0 /(lbm∗ ))

T !alida=temperaturade !alida delcompre!or

T entrada=temperatura de entrada del compre!or

wQ•

¿0,03675[ lbm/! ]∗1 [/T0 /(lbm∗ )]∗(552,87−527,67)[ ]

wQ• ¿0,926[/T0 / !] 1

3600 !

12 1

1 [ HP ]

2544.43

[/T0

2 ]=1,31[ HP]

lu&o másico en la ca&a de aire LD'/sM

am

•

¿3,079dc

2√ 2e H

T (

lbm

min)

1,1245∈¿dc=di(metro del orificio de lacaja de aire ¿

2e=altura delman#metro inclinado de la cajade aire (¿ )

H = pre!i#natmo!f3rica (21,26∈ H)

T =¿ +e).e%a+-%a de en+%ada de( ai%e a (a $aa de ai%e

#+e).e%a+-%a a)3ien+e, #4,

Página 7 de 17






am•

¿3,079∗(1,12452)

5

√

1,97 [¿ ]∗21,26[¿ H ]295,15 *

¿1,466[ lbm/min]

am•

¿1,466[ lbm

min ] 1min

60 !

450

1 lbm

1k

1000 =0,010995 64g/8

ner'Ea enre'ada al aire L%PM

aQ•

9am

•

¿4 2

am•

9 :-* )á/i$* de ai%e4 2=¿ en+a(.;a de( ai%e <-e /a(e de( $*).%e/*% )en*/ en+a(.;a de(

ai%e <-e en+%a a( $*).%e/*%

aQ•

9

0,010995 [ k! ]∗(369,661−126,9 )

[ /T0 lbm ]∗0,450 lbm

k ∗3600 !

2 =4324,035 [/T0 /2]

aQ•

94324,035 [/T0

2 ] 1 1 [ HP ]

2544,43 /T0

2

=1,699[ HP ]

(oe9iciene #olir:#ico LadimensionalM

n

n

E

S

E

S

P

P

T

T 1−

=

T !=t emperaturaab!oluta a la !alida del compre!or

T 5=t emperatura ab!olutaala entrada del compre!or

P6= pre!i#n ab!oluta a la !alida delcompre!or

Página = de 17






P 5= pre!i#n ab!oluta a la entrada del compre!or

40,44

10,44¿¿

369,15

295,15=¿

1,25=4,35

n−1

n

n91'22

9iciencia olumCrica LadimensionalM

nV =1−V 7

V $ [( P6

P 5 )1

n−1]>M9 &*(-)en )-e%+* #?@2 in $*).%e/*% de 3aa 1?272 in

$*).%e/*% de a(+a,

>D 9 $i(ind%ada de( $*).%e/*% #1@@?" in

$*).%e/*% de 3aa 2=?17in $*).%e/*% de a(+a,

V η

9 1− 3.029 [¿3 ]

100.53 [¿3 ] [( 40.4410.44 ) 1

1.22−1]

V η

9@'!

?* Tabule lo, dato, "al"ulado,

PROCESO DE COMPRESI@N

P ta&;ue /p,i01 Copre,or Pe

/'P1 Pe,m /'P1

Pe,c

/'P1Pi

/'P1Pi/p,i1

0 BA7A 2<2 0< 0< 0<6 10<02

A8TA 1<3 1<3 1<36 1<54 3<

0 BA7A 3 1<26 1<23 1<162 10<63

A8TA 1<6 1<15 1<12 1<65 44<421

Página de 17






110 BA7A 2<2 1<041 1<02 0<32 <413

A8TA 2<2 1<4 1<45 2<612 52<222

,oa? Realice las conersiones de unidades necesarias #ara o+ener lasunidades deseadas

!L(OS DE ENERGA

P ta&;ue/p,i01

Copre,or B"

/'P1

/lb,1Ba

/'P1"

/lbi&1t

/lbi&1B/'P1

/lb,1

0 BA7A 1<31 0<03 0<026

1<4 1<40<04 0<03

A8TA 0<21 0<03 0<01 0<1 0<03

0 BA7A 1<404 0<03 0<042

1<6 1<660<1 0<03

A8TA 0<21 0<03 0<014 0<1 0<03

110 BA7A 1<31 0<03 0<036

1<61 1<40<04 0<03

A8TA 0<34 0<03 0<01 0<34 0<03

,oa? Realice el cálculo de Na con mc< a !ue mc de+erEa ser i'ual a m< #eromc es una medida !ue 9lucua+a menos.

Realice las conersiones de unidades necesarias #ara o+ener las unidadesdeseadas

E!ICIENCIA

P ta&;ue /p,i01 Copre,or &e &t &e" &. &T &9

0

BA7A 0<36 0< 0<03 0<030<00352

0<4

A8TA 1<01 0< 1<42 0<010<01362

10<

0

BA7A 0<42 0< 0<4 0<0360<01305

30<4

A8TA 0<6 0< 1<5 0<010<0044

60<0

110

BA7A 0<3 0< 0<1 0<0440<0124

50<4

A8TA 0<65 0< 1< 0<010<002

40<0

Página 1@ de 17






,oa? Para calcular &9 recuerde em#lear #resiones a+soluas la relaci:n enreolumen muero des#la@ado de+e ser con'ruene en el com#resor de +a&a

Lusar olOmenes de los dos #isones en los dos casos o de un solo #is:n enlos dos casosM

OTROS

P ta&;ue/p,i01

Copre,or 8d

/pul031&

e&trada/Tlb1

,alida/Tlb1

Áreadia0raa

/21

Lo&0itudori$o&tal

dia0raa /1

0 BA7A 100<53 1<2 125< 156<31 11<25 46

A8TA 2<2 1<11 156<31 133<21 41<25 42

0 BA7A 100<53 1<22 125< 14<1 243<5 43

A8TA 2<2 1<13 135<136 151<60 456<25 44

110 BA7A 100<53 1<2 125<52 16<64 243<5 44

A8TA 100<53 1<1 151<25 151<616 43<5 44

,oa? Anoe el >olumen des#la@ado oal.

Para calcular n use #resiones em#erauras a+soluas.

eermine la enal#Ea del aire considerando a ese como 'as ideal< #uede

em#lear la a+la A-1 de Termodinámica de (en'el. n el archio de =celeniado iene lisa la a+la #ara conersi:n de em#eraura a 'rados RanDine ora #ara reali@ar las iner#olaciones

F* Reali"e el dia0raa P+9 de "ada "opre,or 7 e& "ada "o&di"i%& de.u&"io&aie&to "o& el re,pe"ti9o "oe.i"ie&te politr%pi"o "al"uladoade-, o,trar e& lo, dia0raa, la, "ur9a, de "opre,io&e,i,ot4ri"a, e i,e&tr%pi"a,*

E=eplo H"olo"ar u&idade, e& ,u, 0r-.i"o,

Página 11 de 17






J* Reali"e lo, dia0raa, Sa&Ke7 para "ada "o&di"i%& de.u&"io&aie&to e& "ada "opre,or6 reali"e lo, dia0raa, a e,"ala*

ia'rama SanDe 1? com#resor de +a&a de 0 #si

P*+en$ia +i(

P*+en$ia indi$ada

P*+en$ia en e( ee de( $*).%e/*%

P*+en$ia en e( ee de( )*+*%

P*+en$ia /-)ini/+%ada

@ 2@ !@ @ =@ 1@@

Página 12 de 17






ia'rama SanDe 2? com#resor de ala de 0 #si

P*+en$ia +i(

P*+en$ia indi$ada




@ 2@ !@ @ =@ 1@@


P*+en$ia +i(

P*+en$ia indi$ada




@ 2@ !@ @ =@ 1@@

ia'rama SanDe 4? com#resor de ala de 0 #si

Página 1 de 17






P*+en$ia +i(

P*+en$ia indi$ada




@ 2@ !@ @ =@ 1@@


P*+en$ia +i(

P*+en$ia indi$ada




@ 2@ !@ @ =@ 1@@


Página 1! de 17






P*+en$ia +i(

P*+en$ia indi$ada




@ 2@ !@ @ =@ 1@@

ANÁLISIS DE RESLTADOS

• Se o+sera !ue e=ise un error en los dia'ramas de SanDe del com#resor deala Lde 110 #siM< a!uE e=ise una ines#erada eleaci:n de la #oencia indicada#or so+re las demás< mosrando un error en la reali@aci:n de los cálculos. Para

o+ener ese dao ha !ue relacionar arias consanes conerir a lasunidades adecuadas< considerando !ue se #roducirán errores de runcamieno humanos al di'iar daos o cam+iar calores de consanes.

• (on los dia'ramas se e aclarada la idea de !ue a maor #resi:n de ra+a&oe&ercida se o+iene una maor e9iciencia< es decir !ue esas dos caracerEsicasesán relacionadas direcamene.

• (on el conocimieno #reio acerca de 9uncionamieno de un com#resor< es#osi+le deerminar !ue los cálculos el dia'rama SanDe más acerado cercano al com#oramieno real es uno de los com#resores de +a&a< a !ue

eidencian la canidad de #oencia !ue se #ierde #or la rans9erencia de calor< ro@amieno enre com#onenes mecánicos.

CONCLSIONES RECOMENDACIONES

• 8a #oencia Oil resulane al 9inal< es demasiado +a&a en com#araci:n a lasuminisrada en el inicioK eso de+ido a !ue el 9luido recorrerá araesaráelemenos con un alor de e9iciencia indiidual !ue reducirá la #oencia hasa el#uno de ra+a&o.

Página 1" de 17






• l área !ue encierra a la 'rá9ica e&ecuada #or el dia'ramador es el ra+a&oreali@ado #or el com#resor< !ue aumenará en ano su+a la #resi:n con la !ue

se ra+a&a el com#resor !ue lo di+u&e.• l #rinci#io esudiado 'racias al com#resor de dos ea#as es !ue al disminuir el

olumen Lo em#erauraM amos a disminuir el ra+a&o reali@ado< asE es !ue sereali@an mOli#le ea#as de com#resi:n< #ara #oder acercarse a un #rocesoisoCrmico mediane uno #olir:#ico.

• Siem#re i'ilar las columnas de Renolds< de Csas de#ende la correcare9ri'eraci:n del e!ui#o. e+en #ermanecer en un ran'o esa+le.

• ,o omar medidas sin anes de&ar !ue los mecanismos se esa+ilicen acorde alas nueas condiciones !ue se #reenden medir.

• Reisar el +uen esado de los e!ui#os encerar a a!uellos de media lo máse=acamene #osi+le #ara o+ener resulados :#imos sin demasiados errores.

• Traar de mane&ar un solo sisema de medidas #ara eiar errores deruncamieno al reali@ar conersiones.

ILIOGRA!A

• http://www.ascovalve.com/es-us/Applications/Products/Solenoid3WayData.aspx

• http://www.piratamotor.com/art%C3%ADculos-t%C3%A9cnicos/eficiencia-volumetrica.html

• http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/132-primera-ley-de-la-termodinamica-procesos-

isotermicos-y-procesos-isobaricos.html

• http://www.fullmecanica.com/definiciones/p/1003-proceso-politropico

• http://docsetools.com/articulos-utiles/article_114832.html

• http://girardequip.com/es/products/acid/acid-pressure-relief-vents

DISPOSICIONES GENERALES

-l in9orme de la #rácica se lo de+e reali@ar de manera indiidual.-l #la@o de enre'a es de una semana a #arir de la #rácica.

-8os in9ormes serán di'iales Lno im#resosM< eniados al correo indicado.-,o se olerará nin'On i#o de co#ia o #la'io Lciar re9erenciar cual!uier 9uene deconsulaM

)R*AT) (onserar el 9ormao LamaHo i#o de lera el es#aciamienoM de ese documeno 8era? Arial 11 Inerlineado? 1<15 Res#uesas SIN ne'rias

(),T,I)- aos Generales- aos medidos

Página 1 de 17

http://www.ascovalve.com/es-us/Applications/Products/Solenoid3WayData.aspx

http://www.piratamotor.com/art%C3%ADculos-t%C3%A9cnicos/eficiencia-volumetrica.html

http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/132-primera-ley-de-la-termodinamica-procesos-isotermicos-y-procesos-isobaricos.html


http://www.fullmecanica.com/definiciones/p/1003-proceso-politropico

http://docsetools.com/articulos-utiles/article_114832.html

http://girardequip.com/es/products/acid/acid-pressure-relief-vents

http://www.piratamotor.com/art%C3%ADculos-t%C3%A9cnicos/eficiencia-volumetrica.html



http://www.fullmecanica.com/definiciones/p/1003-proceso-politropico

http://docsetools.com/articulos-utiles/article_114832.html

http://girardequip.com/es/products/acid/acid-pressure-relief-vents

http://www.ascovalve.com/es-us/Applications/Products/Solenoid3WayData.aspx






- In9ormear res#uesas concreas +rees.

e #re9erencia usar de9iniciones con sus #ro#ias #ala+rasRe9erenciar correcamene usando +i+lio'ra9Ea con normas APA

- Análisis de resuladosSer o+&eios,o son conclusiones o recomendaciones

- (onclusionesar res#uesas concreas +rees.

,>IAR A?- (orreo? ermodinamica3e#n'mail.com

- Asuno? 8TQPresionesQGR Le&em#lo? 8TQ(om#resorQGR1M- Archio? 8TQPresionesQA#ellido Le&em#lo? 8TQ(om#resorQAcosaM

Página 17 de 17

mailto:[email protected]



Date post:	18-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	guillermo-serrano-barahona
View:	221 times
Download:	0 times

Lt Compresor Serrano

Documents