Termodinámica

Compresores Problema 7
Un compresor de aire de dos etapas, sin espacio muerto, entrega
40.9 Kg/min. a 9.84 kg/cm2 abs. en la Entrada, P1= 1Kg/cm2 abs.
y t1 =15.6 °C. La compresión sigue la leypV1.31 =C y el
refrigerador intermedio vuelve a enfriar el aire hasta 15.6 °C.

Hállense:
• a) la presión optima intermedia.
• b) el trabajo convencional.
• c) el calor de los diversos procesos(trácense en esquema estos procesos
en el plano ST).
• d) ¿Cuántos caballos se necesitaran para la compresión isentrópica en
una maquina de una sola etapa?
• e) ¿Cuál es el ahorro debido al procesode enfriamiento? ¿Vale la pena?
• f) Si la temperatura del agua de enfriamiento en el refrigerador
intermedio se eleva 8.33 °C., ¿qué masa de agua se necesita?

Datos
• Compresor de 2 Etapas sinespacio muerto.
• Se presenta un interenfriamiento perfecto

a)
• Sabemos que usando el criterio de trabajo
mínimo, la presión óptima intermedia se calcula:

Sustituyendo

Además:

b)
Apartir de la ecuación de gas ideal despejo la capacidad del
compresor en volumen para sustituir en la ecuación del trabajo del
compresor.
Sustituyendo:

• Empleando la ecuación de trabajo paraun
proceso politrópico se calcula el trabajo de BP :
Al sustituir resulta:

• Ahora se procede de forma semejante para calcular el
trabajo para la etapa de Alta Presión. Primero se necesita latemperatura de salida en la primera etapa, para
posteriormente volver a calcular la capacidad del
compresor en términos de volumen:

Sabemos que:

c)
• Para calcular el calor cedido por elinterenfriador:

d)
• Para calcular el trabajo reversible utilizamos la ecuación del
inciso b) modificando el índice politrópico por el adiabático
además de considerar sólo una etapa.

e)
• Elahorro debido al proceso de enfriamiento sería
simplemente la diferencia entre el trabajo de 2
etapas y el trabajo calculado en el inciso d)

f)
• Expandiendo un poco el balance hecho en el...