Problemas Neumatica

Máquinas Neumáticas

Chumacero Rodríguez Eduardo

PROBLEMAS PROPUESTOS EN CLASES CLAS ES Y ALGUNOS EJERCICIOS EJERCICIO S DE CALCULO DE COMPRESORES

Ing. mecánica



1.-Se desea construir un compresor para comprimir aire a 1 kgcm ! " t1 # !$%C hasta &! # ' kgcm ! e( compresor de)erá *uncionar a N # +,$ rpm se construirá con un espacio nocio $ # ! con una re(aci/n carrera diámetro 0 # 1! para un gasto masio m% # +$$ kgh " se supondrá e( e2ponente de (a po(itropica será m #1!, determinar a3 e( tra)a4o a suministrar suminis trar por cada (ugar de masa que circu(a por e( compresor )3 (a potencia requerida en C5 c3 dimensiones dimension es principa(es de( compresor carrera carrera diámetro d3 (a cantidad de ca(or que por hora de)e trans*erir e( re*rigerant re*rigerante e de( compresor e3 cua( será (a potencia potencia requerida requerida si se (o constru"e constru"e en ! etapas etapas en condiciones /ptimas

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1.-Se desea construir un compresor para comprimir aire a 1 kgcm ! " t1 # !$%C hasta &! # ' kgcm ! e( compresor de)erá *uncionar a N # +,$ rpm se construirá con un espacio nocio $ # ! con una re(aci/n carrera diámetro 0 # 1! para un gasto masio m% # +$$ kgh " se supondrá e( e2ponente de (a po(itropica será m #1!, determinar a3 e( tra)a4o a suministrar suminis trar por cada (ugar de masa que circu(a por e( compresor )3 (a potencia requerida en C5 c3 dimensiones dimension es principa(es de( compresor carrera carrera diámetro d3 (a cantidad de ca(or que por hora de)e trans*erir e( re*rigerant re*rigerante e de( compresor e3 cua( será (a potencia potencia requerida requerida si se (o constru"e constru"e en ! etapas etapas en condiciones /ptimas

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6n compresor a(ternatio cu"a características son carrera ( #!$ cm 7 # 18 m re(aci/n de espacios nocios  $ # $$+ " e(ocidad n # +$$ rpm comprime aire que aspira a & $ # 1 atm t $ # !9%C " (o impu(sa a un recipiente rígido 5 # 1 m + o(umen inicia(mente dicho recipiente contiene aire a & 1 # !$ atm " : 1 # !9%C en equi(i)rio t;rmico en e( medio " a (os !$ minutos a( detener e( compresor e( aire se encuentra en e( recipiente recipiente a & i* # # !$ atm " : < # ,$%C si a (as trans*ormaciones que e2perimenta e( aire en e( compresor si (as considera po(i tr/picas de e2ponente m # 1+ determinar. a3 masa de aire agregada a( recipiente )3 masa de aire aspirado primera em)o(ada c3 presi/n =na( de( aire en e( recipiente a( resta)(ecer e( equi(i)rio t;rmico con e( medio d3 e( ca(or se dio a( medio durante (a trans*ormaci/n que conduce a dicho equi(i)rio t;rmico e3 si e( compresor no se detiene a (os !$ minutos cua( será (a & ma2 a(canzando en e( recipiente supuesto que este tenga (a resistencia mecánica adecuada. 2.-

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+.- Se comprime aire de un tur)o compresor siguiendo un proceso po(itropico con n # 1,! e( aire se toma de de (a atmos*era a 1 )ar " 1> %C a raz/n de 1! m+seg " se descarga a 9 )ar a)so(utos. Ca(cu(ar ca(or de reca(entamiento ?' re3 es e=ciente de reca(entamiento rendimiento interno de( compresor potencia para moer e( compresor despreciando (as perdidas mecánicas.

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@.- Se comprime aire en un tur)o compresor en*riado siguiendo un proceso po(itr/pico con n # 1+ e( aire se toma de (a atm a 1 )ar " 1> %C " se descarga a 9 )ares a)so(utos. Ca(cu(ar e( tra)a4o de compresi/n por kg de aire que e(imina en e( sistema de en*riamiento tra)a4o de compresi/n si e( proceso *uera isot;rmico " e( rendimiento isot;rmico.

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,.1.- 6n compresor en*riado aspira aire a raz/n de 1!$ m + min a (a & # 1 )ar " : # !,%C " (o comprime po(itropicamente con n # 1++ hasta @ )ares. Ca(cu(ar e( ca(or A e(iminado

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,.!.- Entra aire un compresor a 1 )ar " 1$%C con e(ocidad desprecia)(e " se descarga a + )ar " 1$$%C a tra;s de un conducto de ! mm! de secci/n transersa( con un o(umen 18$ mseg (a potencia de compresi/n de 1.$$$ B. Ca(cu(ar e( ca(or trans*erido por ki(ogramo

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,.+.- Ca(cu(ar (a potencia de B necesaria para comprimir 1$ Bgseg de un gas de una &1 # 1 )ar " & 1# $' kgm+ hasta una & # @ )ar si e( proceso es de (a *orma &1+ #C

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,[email protected] comprime 1$ gr de aire desde una presi/n & # 1 )ar " : # 1$%C hasta otra presi/n de 8 )ar e( tra)a4o de compresi/n es de + BD " e( ca(or perdido en e( aire durante e( proceso es ! kD. Ca(cu(ar (a temperatura de( aire a( =na( de( proceso.

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,.,.- se comprime un gas siguiendo e( proceso &5#C (a condiciones inícia(es son 51#1$dm! " &1#1 )ar (as condiciones =na(es !#! dm+ ca(cu(ar e( tra)a4o de compresi/n.

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,.8.- En un compresor centrí*ugo a !$C Fa reacci/n de presiones es + )ar " e( 1.32

proceso de compresi/n es po(itr/pico de (a *orma

pv

=

ctte.

Suponiendo que e(

compresor está ais(ado " que son desprecia)(es (os cam)ios de energía cin;tico " potencia(. Ca(cu(ar e( ca(or de reca(entamiento.

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PROBLEMAS RESULETOS Y PROPUESTOS CAPITULO 20, VENTILADORES MATAIX

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!$-1GAue o(umen ocupan 8.$$$ kg de aire a (a temperatura t # 1,% " presi/n )arom;trica & am) # 9+, :orrH F(amando m a (a masa tota( de( gas " mu(tip(icando (os dos miem)ros de (a Ec. ?!$-+3 por m tendremos

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!$-!. En este pro)(ema no se considera (as p;rdidas. 6n enti(ador centrí*ugo tiene pa(etas rectas " un ancho constante en e( rodete de 8$$ mm. Jira a ,$$ rpm. 7a un cauda( de aire ?p # 1! kgm +3 de +$$ m +min. Fa entrada de (a e(ocidad a)so(uta en (os a(a)es es radia(. 7 ! # 8,$ mmK 7 1 # 8$$ mm. Ca(cu(ar a3 (os ángu(os 01 " 0! )3 (a presi/n producida por e( enti(ador c3 (a potencia de( enti(ador

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!$-+. 6n enti(ador centri*ugado de aire ? p # 1! kgm +3 tiene (as siguientes dimensiones 7! # L m K ancho de( rodete constante e igua( a 9, mm. E( cauda( suministrando es de + m+ s K (a e(ocidad '$$ rpm. 6n man/metro di*erencia( inc(inado mide una presi/n de +, m)ar entre (a entrada " (a sa(ida de( enti(ador. Fa presi/n dinámica producida por e( enti(ador es desprecia)(e. Fa potencia en e( e4e de (a maquina es 1>@ B. E( rendimiento mecánico es '+. Fa entrada en e( rodete es radia(. Se despreciara e( espesor de (os a(a)es " no se tendrán en cuenta (as perdidas o(um;tricas. Ca(cu(ar a3 )3 c3 d3

rendimiento hidráu(ico rendimiento tota( perdida de presi/n es e( enti(ador ángu(o que *orman (os a(a)es a (a sa(ida

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!$-@. 6n enti(ador aspira de una ha)itaci/n grande que se encuentra a una temperatura de !$% C " a una presi/n de 9!, :orr. E( aire es impu(sado a tra;s de un conducto rectangu(ar de  m !. O (a sa(ida de( enti(ador un man/metro de agua marca una presi/n equia(ente de 9, mm c.a. " un tu)o de &randt( marca una presi/n equia(ente de >> mm c.a. Ca(cu(ar a3 )3 c3 d3

(a presi/n estática dinámica " tota( rea(es de( enti(ador e(ocidad de( aire en e( conducto de sa(ida cauda( de aire que proporciona e( enti(ador potencia suministrada por e( enti(ador a( aire

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!$-,. Fa potencia en e( e4e de un enti(ador es 1, B. E( área transersa( de( conducto de entrada es 1, m !. O (a entrada misma de( enti(ador ha" una depresi/n de !, m)ar. E( conducto de impu(si/n es de $, m! de super=cie " (a presi/n estática a (a sa(ida de( enti(ador es de 9, m)ar. E( cauda( de( enti(ador es ,@$ m+min. :/mese para (a densidad de( aire p # 1!' kgm +. Ca(cu(ar a3 presi/n tota( producida por e( enti(ador )3 potencia comunicada a( aire por e( enti(ador c3 rendimiento tota( de( enti(ador

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!$-8. Se trata de escoger e( enti(ador para a(imentaci/n de (a red de (a =gura donde se han indicado en m (as (ongitudes de (os di*erentes tramos. &ara todas (as tu)erías t/mese e( coe=ciente P # $$+. Fa red ((ea tres : en (os puntos Q C " 7. t/mese para estas :  # $9. &ara (os dos codos E " < se tomara e( coe=ciente  # $!. E( cauda( es A # 1.$$$ m+h. determinar (a presi/n tota( que de)e tener e( enti(ador así como (os diámetros de (os di*erentes tramos ?& aire # kgm+3.

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!$-9. Fa presi/n estática de un enti(ador equia(e a !$ mm c.a. " (a presi/n dinámica a ,mm c.a. Ca(cu(ar (a presi/n tota( producida por e( enti(ador.

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!$-'. En un tne( de iento de circuito cerrado (a corriente de aire necesaria para (os ensa"os de (os mode(os se hace por medio de un enti(ador que da un cauda( de ,$ m+s ?p # 1! kgm +3. Fa perdida de carga en e( tne( aerodinámico asciende a !.$$$ &a. E( rendimiento tota( de( enti(ador es 9$ Ca(cu(ar (a potencia de accionamiento de( enti(ador

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!$-1$. Ca(cu(ar e( cauda( de un enti(ador que ha de producir 1$ renoaciones de aire a (a hora en una p(anta industria( que mide ,$ 2 !$ 2 > m.

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!$-1!. Fa presi/n estática a (a entrada de un enti(ador es $, m)ar por de)a4o de (a presi/n atmos*;rica " (a presi/n dinámica $@ m)ar. O (a sa(ida de( enti(ador (a presi/n estática a(e 1$ m)ar (a dinámica $> m)ar. Ca(cu(ar (a presi/n tota( de( enti(ador

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!$-1+. En ap(icaciones ta(es como au(as de 6niersidad se estima un consumo de +$ m+ de aire por persona " hora. Ca(cu(ar e( cauda( de un enti(ador que ha de renoar e( aire de una sa(a de +$ a(umnos.

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!$-18. 6n enti(ador en condiciones norma(es genera una presi/n estática de !$ m)ar " una presi/n dinámica de ! m)ar. Fa potencia de accionamiento es de 9, B. E( rendimiento tota( de( enti(ador es $9,. Ca(cu(ar e( cauda( de( enti(ador.

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!$-19. 6n enti(ador para tiro *orzado tiene que tra)a4ar contra una presi/n estática de > m)ar. Fa e(ocidad de (os gases ca(ientes a (a sa(ida " entrada de( enti(ador puede suponerse igua(. E( cauda( es de , m +s. e( rendimiento tota( de( enti(ador es 8, Ca(cu(ar (a potencia de accionamiento

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!$.!1.- 6n endedor produce una presi/n estática equia(ente a @$$ mmca " un cauda( de 1$$ m+mm en condiciones norma(es. Fa sa(ida de( enti(ador tiene una super=cie de >$$ cm!. E( rendimiento tota( de( enti(ador es de $.8,. Ca(cu(ar (a potencia de accionamiento.

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PROBLEMAS PROPUESTOS EN CLASES SOBRE LINEAS DE AIRE COMPRIMIDO Y ACTUADORES.

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1. Qué cantidad de agua se incorpora en una semana, de 5 días en una instalación de las siguientes características: Q= 1000m3/hr (caudal, 1! horas por día (tiempo de tra"a#o$ humedad relati%a &0', temperatura am"iente 5)*.

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. *alcular la +uera real de a%ance - la +uera real de retroceso para un cilindro de do"le e+ecto donde =!3mm (dimetro del pistón - d = 0mm (dimetro del %stago la presión de roce es !"ares - la +uera de roce es 1' de la +uera.

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EXPOSICIONES

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1. ntra aire a un compresor de un escalonamiento el aire entra a t = 15 * - 2 = 1 "ar la %elocidad de entrada  = 150 - a la salida del mismo a  = 140 del di+usor sale a una  = 15 el proceso de comprensión es segn la poli trópica n = 1,64 el tra"a#o de compresión es de 160 *alcular: a " c d e +

la presión a la salida del impulsor temperatura del aire a la salida del impulsor rendimiento interno del impulsor presión a la salida del di+usor relación de presión en el escalonamiento temperatura del aire a la salida del escalonamiento

3. 2ara consumir aire desde 2= 0,5 "ar a 7 = 30089 hasta 3 "ar censo compresor reciprocante un %olumen desplaado de 0, m3 de simple e+ecto de 3 ' la relación de espacio noci%o 300 rpm de %elocidad. a traar el diagrama de un plano 2 del ciclo operati%o del compresor indicando %alores, traar el diagrama masa  %olumen del ciclo operati%o del compresor indicando %alores - con la misma escala del %olumen.

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6. ;n compresor alternati%o +uncionando de acuerdo a las siguientes características dimetro /* = 0, < 0,5 relación de espacio noci%o 0 = 4' la %l%ula de escape se a"re al 10' de la carrera su %elocidad es de 300 rpm. *onsiderando >ue la compresión es isoentropica - la sustancia es aire >ue ingresa a 1 atm - 1&8* *alculara: a rendimiento %olumétrico " " el +lu#o de aire aspirado en m 3/5 medido en las condiciones de espiración c la potencia de compresión

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5. ;n compresor de 6 etapas - do"le e+ecto con relación de espacio noci%o 0 = &' aspira aire a raón de 15 ?g/min la presión - temperatura del ingreso del aire es un 1 "ar 58* el re+rigerador intermedio %uel%e a en+riar el aire hasta 48* la temperatura del aire a la salida del compresor de la primera etapa es  %eces la temperatura de ingreso la presión de salida es 15 "ar - la presión de descarga es 0 "ar asuma >ue @ = 3!0 rpm l/ =  n es el mismo para cada etapa *1= 1,006 9A 9g/89 se pide a traar el diagrama 2   - 7  B " determinar el rendimiento %olumétrico c determinar la potencia del compresor para una e+iciencia mecnica de C0'

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!. ;n compresor de  etapas - do"le e+ecto aspira 50 m 3/min de aire a 1 "ar - &8* se comprime hasta la presión de ! "ar siendo la presión de re+rigerador la optima por un e+ecto del clculo del inter en+riador el en+riamiento solo se e+ecta hasta la 7 = 6&8* el índice del politropico es 1,3. eterminar la potencia de compresión.

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