5
EXPRESIONES PARA COMPRESORES W =nR T 1 ln ( P 2 P 1 ) W = Trabajo Isotérmico T 1 =Temperatura absoluta P = Presión absoluta P 1 = Presión en la succión P 2 = Presión en la descarga r c = P 2 P 1 k= Cp CpR r c = Relación de compresión k = Coeficiente adiabático ( γ) W ad = k k1 RT 1 M [ ( P 2 P 1 ) k1 k 1 ] W ad = Trabajo adiabático M = Peso molecular (promedio si se trata de una mezcla) η= W ad W a η= Eficiencia adiabática W a = Trabajo real Las ecuaciones de densidad y temperatura de un gas en un flujo isoentrópico están dadas por las ecuaciones siguientes: P ρ γ = P o ρ o γ T 2 =T 1 ( P 2 P 1 ) γ1 γ ¿ T 2 =T 1 [ ( P 2 P 1 ) 1 m ] γ1 γ ¿ m = No. Etapas de compresión P 1 = Presión absoluta de la succión P 2 = Presión absoluta de descarga T 1 = Temperatura en la succión T 2 = Temperatura en la descarga *Para una etapa **Para más de una etapa γ=k Considerar para el diseño: T2 < 250°F (709.67°R) Recordar: P 2 P 1 = ( V 1 V 2 ) k T 2 T 1 = ( V 1 V 2 ) k1 P 2 P 1 = ( T 2 T 1 ) k k1 Bajo condiciones adiabáticas (Wallas): W ad =H 2 H 1 Del R. W. Greene H ad = ( Z s +Z d 2 ) ( 1545 M w ) T s ( r c k1 k 1 ( k1 )/ k H ad =Carga adiabática (ft-Lbf/Lbm) Zs = Factor de compresibilidad en succión Zd = Factor de compresibilidad en descarga Mw = Masa molecular Ts = Temperatura en la succión (°R) CABALLAJE ( H p ) g( ad) = WH ad 33000 η ad W = Flujo másico (Lbm/min) ηad = Eficiencia adiabática Del Perry kw ad = k k1 WRT 1 M [ ( P 2 P 1 ) k1 k 1 ] kw ad =2.78 x 10 4 k k1 Q 1 P 1 [ ( ( P 2 P 1 ) 1 m ) k 1 k Kw ad = Potencia adiabática (kW) W = Flujo másico (kg/s) Q 1 = Flujo volumétrico (m 3 /h) P 1 = Presión (kPa) Potencia en HP ( Hp ) ad = 144 33000 k k1 Q 1 P 1 [ ( ( P 2 P 1 ) 1 m ) k1 k 1 ] Q= Flujo volumétrico (ft3/ min) P = Presión absoluta (psia) COMPRESIÓN POLITRÓPICA

Formulario "Diseño de equipo"

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Expresiones para el diseño de compresores

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EXPRESIONES PARA COMPRESORES

W = Trabajo Isotrmico

T1=Temperatura absoluta

P = Presin absoluta

P1 = Presin en la succin

P2 = Presin en la descarga

rc = Relacin de compresin

k = Coeficiente adiabtico

Wad = Trabajo adiabtico

M = Peso molecular (promedio si se trata de una mezcla)

= Eficiencia adiabtica

Wa = Trabajo real

Las ecuaciones de densidad y temperatura de un gas en un flujo isoentrpico estn dadas por las ecuaciones siguientes:

m = No. Etapas de compresin

P1 = Presin absoluta de la succin

P2 = Presin absoluta de descarga

T1 = Temperatura en la succin

T2 = Temperatura en la descarga

*Para una etapa

**Para ms de una etapa

Considerar para el diseo: T2 < 250F (709.67R)

Recordar:

Bajo condiciones adiabticas (Wallas):

Del R. W. Greene

Had =Carga adiabtica (ft-Lbf/Lbm)

Zs = Factor de compresibilidad en succin

Zd = Factor de compresibilidad en descarga

Mw = Masa molecular

Ts = Temperatura en la succin (R)

CABALLAJE

W = Flujo msico (Lbm/min)

ad = Eficiencia adiabtica

Del Perry

Kwad = Potencia adiabtica (kW)

W = Flujo msico (kg/s)

Q1 = Flujo volumtrico (m3/h)

P1 = Presin (kPa)

Potencia en HP

Q= Flujo volumtrico (ft3/ min)

P = Presin absoluta (psia)

COMPRESIN POLITRPICA

Hpoli =Carga politrpica (ft-Lbf/Lbm

Ts = Temperatura en la succin (R)

Zs = Factor de compresibilidad en succin

rc = Relacin de compresin

Zd = Factor de compresibilidad en descarga

n = Coeficiente politrpico

Mw = Masa molecular

p = Eficiencia politropica (graficos)

Recordar el modelo politrpico:

PVn=C

Wp = Trabajo politrpico

T2 = Temperatura en la descarga (absoluta)

V1 = Volumen especifico

Z1 = Grafico

T, P = Datos del problema

Para cuando hay medio de enfriamiento

MTODO DE CARGA POLITRPICA

Para compresores centrfugos

Ts = Temperatura en la succin (R)

Ps = Presin en la succin (psia)

Qs = Capacidad en la succin (ft3/min)

W = Flujo msico (Lbm/min)

V = Volumen especfico (ft3/ Lbm)

Mw = Masa molecular (Lbm/Lbmol)

COEFICIENTE DE CARGA ()

Tamao nmina de la carcasa

Lmites de flujo (ft3/min)

Coeficiente de carga promedio ()

Dimetro nminal del impulsor (in)

1

800 - 2000

0.46

14 16

2

1500 7000

0.49

17 19

3

4000 12000

0.50

21 22

4

6000 17000

0.51

24

5

8000 35000

0.52

32

6

35000 65000

0.53

42 45

7

65000 - 100000

0.54

54 56

TEMPERATURA DE DESCARGA POLITRPICA

Td = Temperatura de descarga (R)

Ts = Temperatura de succin (R)

Rc = Relacin de compresin (P2/P1)

n = Coeficiente politrpicp (n)

CABALLAJE

W = Flujo msico (Lbm/min)

ad = Eficiencia politrpica (grafico)

Hpoli = Carga politrpica (ft-Lbf/Lbm)

NUMERO DE ETAPAS EN EL COMPRESOR

V = Velocidad en la parte del impulsor (ft/s)

= Coeficiente de carga

gc = 32.174 Lbm ft/Lbf s2

VELOCIDAD EN LA PUNTA DEL IMPULSOR

V = Velocidad en la punta del impulsor (ft/s)

VELOCIDAD DE ROTACIN (N = rpm)

D = Dimetro nminal del impulsor (in Tablas)

V = Velocidad en la punta del impulsor (real)

CABALLAJE TOTAL (HP)

Las negritas se encuentran en grficos

Para obtener la potencia (T1, P1, Q1, P2, k)

1. Obtener el nmero de etapas T2