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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