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UNIVERSIDAD DE LA COSTA

 Asignatura Mecanismo y conversión de a energ!a

 Aumno "er#in "ernande$ Amaya

%ro&esor  Ing' ENRI(UE )AL)IS COLL

*ru+o AD ,acutad de ingenier!a -. de diciem#re de .-/0 )arran1uia at2ntico

Es+eci&i1ue un tama3o a+ro+iado de tu#er!a +ara entregar 4-- +cm 5aire i#re6 a /-- +sig y 7- 8,' 9acia 9acia una ma1uin ma1uina a autom2 autom2tic tica' a' La ongit ongitud ud tota tota de tu#er! tu#er!a a recta recta 1ue se re1uie re1uiere re entre entre e com+resor y a ma1uina es de /:- +ies' La !nea tam#i;n contiene dos v2vuas de com+uertas a#iertas +or com+eto< seis codos est2ndar y dos t;s est2ndar< en donde e &u=o +asa +or e travesa3o de a te' Des+u;s< anaice a +resión 1ue se re1uiere en e com+resor< +ara garanti$ar  1ue a +resión en a ma1uina no sea menor 1ue /-- +sig' Paso 1. Escri#a a ecuación de a energia entre a saida de com+resor y a entrada a a ma1uina> 2

2

 P1 v1  P2 v2 + z 1+ −h L= + z 2 + 2g 2g  y 1  y 2 Des+e=e a +resión en e com+resor>

Paso 2.

 P1= P2 + y hL Evau; a +erdida de energ!a ?i' con a ecuación de Darcy< e incuya os e&ectos de as +erdidas menores>

Paso 3.

( ) ( ) ( )( ) 2  L v + f T  e  D 2g

L h L= f   D

2

v 2g

E t;rmino L?D es a reación rea de a ongitud de tu#er!a a di2metro de nu=o> Tu#er!a' L?D @ 5/:-+ies -'/:.+ie6 @ /-:

La veocidad de &u=o se cacua con a ecuación de continuidad' En e +ro#ema modeo /7' se determinó 1ue e 5u=o voum;trico de 4-- +cm de aire i#re< en condiciones reaes de /-- +sig y 7-,' es de 00'4 +cm' Entonces<

3

v=

Q 66.5  pies 1 1 min = .  . =78.4  pies / s 2 60 s  A min 0.01414  pies

La carga de veocidad es 2

78.4 ¿

2

 pie s

2

¿ 2

2

32.2 ¿  pie s ¿ 2¿ ¿ 2

v =¿ 2g

 γ   ρ= = g

(

2

s

32.2  pie

)

=

∗s

0.0178 lb

 pie

4

2

=0.0178 slug / pie

3

La viscosidad din2mica se encuentra +or medio n@'74B/-#s?+ie.  A9ora se +uede cacuar cacuar e nmero de Reynods> Reynods>

vDp ( 78.4 )( 0.1342 )( 0.0178 ) = =4.86 x 10 5 −7 η 3.85 x 1 0

 N  R =

La rugosidad reativa D/e es

 D ϵ 

=

  0.1342 −4

= 895

1.5 x 1 0

es igua a &actor de &ricción +ara a tu#er!a en si< a reación Le/D +ara as v2vuas y aco+amiento

L/D

+ara a tu#er!a se agrega a tota

 L

¿ ¿ ¿

 A9ora< se cacua a +erdida de energ!a> energ!a>

( ) ( )

h L= f t  Paso 4.

 Le  D

2

total

Cacue a ca!da de +resión en a tu#er!a>

 p1− p2= γhL=

Paso 5.

v =( 0.021 ) ( 1279 ) ( 95.44 ) =563 pies 2g

0.574 lb

 pie

3

2

 pies∗1 pie ∗2563 = 10.22 psi 2 144  pulg

Cacue a +resión en e com+resor>

 p1= p2 + 10.22 psi=100 psig + 10.22 psi=110.2 psig Paso 6.de

esta manera se +uede deducir 1ue e cam#io en a +resión es de menos de /-F< es correcto su+oner 1ue e +eso es+ec!&ico de aire se encuentra constante' Este dise3o de sistema +arece satis&actorio res+ecto a a ca!da de +resión'