Proyecto Turbocompresores.Docx Subida Exitosa

280000 acfm*1699m3h*1h3600 seg=132.14m3seg
Análisis del turbocompresor de baja
PE=1 bar=100000 pascal
TE=30 ℃
Q=132.14m3seg
m= QEvE →m= 132.14 m3/s0.8696 m3/kg→m=151.955 kg/s

vE=R*TEPE→vE=287* Pa.m3Kg.K* 303 K 100000 Pa→vE=0.8696 m3/kg
Calculo del caudal del TC de alta
QE= vE*m →QE=0.25576m3kg- 151.955 kg/s →QE=38.863 kg/s

vE=R*TEPE→vE=287*Pa.m3Kg.K* 303 K 340000 Pa→vE=0.25576 m3/kg

PASO 1. Condiciones iníciales de operación

Q=38.863m3seg
PE=3.4 bar=340000 pascal
TE=30 ℃
PS=11.56 bar=1156000 pascal
ϵC=PSPE→ϵC=11.56bar3.4bar→ϵC=3.4
Tipo de gas=aire
PASO 2. Selección de la velocidad de giro, N.

N=3300 rpm f=60 Hz Venezuela

PASO 3. Salto Energético Total, YS.

a) 30+273 K=303 °K →TE=303 °K
b)hE=303.208kJkg=303208Jkg PrE=1.436
PrS= PrE*ϵC→ PrS=1.436* 3.4 → PrS=4.882
c) hS=430.576 kJkg=430576Jkg
d) YS=hS-hE → YS=430.576 kJkg- 303.208kJkg→ YS=127.368kJkg
Ys=127368 Jkg
PASO 4. Número específico adimensional de revoluciones, σ.
σ=0.03513* N xQ12* Ys-3/4
σ=0.03513* 3300 rpm* 38.863m3s12*127368 J/kg-3/4
σ=0.107Donde; N: Velocidad de giro, en rpm.
Q: Caudal a la entrada, en m3/s.
Ys: Salto energético, en Jkg.

PASO 5. Selección del tipo de compresor y número de escalonamientos, E.
σ<0.45 compresor radial 0.107<0.45
E=3

PASO 7. Salto entálpico por escalonamiento, ∆YS.
∆YS=YSE→∆YS=127368 J/kg3→∆YS=42456 J/kgPASO 8. Número específico adimensional de revoluciones por escalonamiento, σ.
σ= 0.03513* N* Q1/2* ∆YS-3/4
σ=0.03513* 3300 rpm* 38.863m3s12*42456Jkg-34
σ=0.2443
PASO 9. Estimación simultánea de β2, φ, ψ , d1/d2.
β2=40 °
φ=0.054
ψ=0.96
d1/d2 =0.49
PASO 10. Dimensionamiento del Rotor.

U2=2*∆YSψ→U2=2* 42456 J/kg 0.96→U2=297.41 m/s
d2= U2*60π*N →d2= 297.41 *ms* 60π* 3300 →d2=1.721 m
d1=d1d2* d2 →d1= 0.49* 1.721 m →d1=0.843 m
PASO 11. Determinación del número de álabes z.

z≈ β23→z≈ 40°3≈13

β1+ β22= 30°+40°2=35°
d2d1=1d1d2=1 0.49=2.04
0.45, 0.35→(12, 16)
z =2.38* π* ψ* d2d2-d1
z = 2.38* π* 0.96* 1.721 m1.721-0.843m
z =14

PASO 12. Cálculo de los triángulos de velocidad.
a) Triángulo deentrada en el rodete.
U1=U2*d1d2→ U1=297.41 *ms0.49→ U1= 145.731 m/s
V1= Vm1= U1*tanβ1= 145.731 ms*tan30 → V1=84.138 m/s
Vr1=V12+U12→Vr1=84.138 m/s2+145.731 m/s2→Vr1=168.276 m/s
b) Triángulo de salida en el rodete.
Vm2= Vm1=V1=84.138 m/s
Vu2∞=U2-Vm2*cotβ2→Vu2∞=297.41ms-84.138 ms*cot40
→Vu2∞=197.138 m/s
ez= 11+πsinβ22*z*1-d1d2→ez= 11+πsin402* 14*1-0.49 →ez= 0.876Vu2=ez*Vu2∞→Vu2=0.876*197.138 m/s →Vu2=172.693 m/s
V2=Vm22+Vu22→V2=84.138m/s2+172.270m/s2→V2=192.099 m/s
α2=tan-1Vm2Vu2→α2=tan-184.138 m/s172.693 m/s→α225.976°

PASO 13. Cálculo del trabajo interno Yi.

Yi= U2*Vu2→Yi=297.41 ms*172.693 m/s→Yi=51360.625 J/kg
yi=Yi-∆YS→yi=51360.625 Jkg-42456 J/kg→yi=8904.625 J/kg

ηi(esc)=∆YSYi→ηi(esc)=42456 J/kg51360.625J/kg→ηi(esc)=82.66%
PASO 14. Definición de las propiedades termodinámicas del gas.

n=ln EϵclnEϵc-lnEϵcγ-1γ- 1ndifusor+1→n=ln 33.4ln33.4-ln33.41.4-11.4- 10.8266+1
→n=1.518
Estado E |
Presión total | PE tot =340000 Pa |
Temperatura total | TE tot =303 °K |
Volumen específico total | vE=0.25576 m3/kg |
Estado 0 |
Presión total | P0 tot =340000 Pa |
Temperatura total | T0 tot= TE tot =303 °K |Volumen específico total | v0 tot=0.25576 m3/kg |
Velocidad del sonido | a0=γ*R*T0 tot→a0=1.4* 287 Pa.m3Kg.K* 303 °K →a0=348.92 m/s |
Velocidad absoluta | V0=0.90*V1→V0=0.90* 84.138 m/s→V0=75.724 m/s |
Magnitudes estáticas | Volumen específico estático | v0=v0 tot1-V0a02γ-121γ-1=0.25576 m3/kg1- 75.724 m/s348.92 m/s21.4-1211.4-1=0.26 m3/kg |
| Presión...