Prob. Compresores

Problemas de Compresores.
Seleccionar 04 de los problemas propuestos y resolver en grupos de 03 o 04 estudiantes.

Presentar el dia del 2° examen Parcial.
1.- Un compresor de aire centrífugo absorbe 12000 pie3 /min. de aire a una presión absoluta
de 14 lb/pulg2 y una temperatura de 60 o F. El aire se descarga a una presión absoluta de 370
o F. El área de la línea de succión es 2.1 pie2 , y el área de la línea de descarga es 0.4 pie2 . Si se
requieren 1875 hp para impulsar este compresor, encuentre el régimen de transmisión de
calor a los alrededores.
2.- Se requieren 1902 kW como potencia motriz de un compresor para manejar

adiabáticamente aire desde 1 atm, 26.7o C, hasta 304.06 kPa abs. La velocidad inicial del aire
es de 21 m/s y la final, de 85 m/s (a) Si el proceso es isentrópico, halle el volumen de aire
manejado, medido en m3 /min, en las condiciones de entrada. (b) Si la compresión es
adiabática irreversible hasta una temperatura de 157.2 o C, con la capacidad hallada en (a),
determine la potencia de entrada.
3.- Un compresor de aire del tipo de movimiento alternativo, con espacio muerto de 6%, toma
4.25 m3 /min de aire, medidos según las condiciones de admisión de 100 KPa abs. y 57.2 o C.
En el caso de una presión de descarga de 300 kPa abs. y una eficiencia adiabática total de 68%,
determine la potencia del motor respectivo.
4.- Un compresor ha de ser diseñado con 6% de espacio muerto para manejar 14 m3 /min de
aire a 1.033 kgf/cm2 abs. y 20o C, el estado al inicio de la carrera de compresión. La
compresión es isentrópica a 6.3 kgf/cm2 man. (a) ¿Qué desplazamiento en m3 /min es
necesario? (b) si el compresor se utiliza a una altitud de 1800 m y la temperatura inicila y la
presión de descarga permanecen iguales que antes, ¿en qué porcentaje se reduce la capacidad
del compresor? (c) Cuál debe ser el desplazamiento volumétrico de un compresor a la altitud
de 1800m para manejar la misma masa de aire?
5.- Un compresor de un solo cilindro, doble acción y que funciona a 200 rpm, tiene una
velocidad de pistón de 600 pie/min. Comprime 60 lb/min de aire desde 14 psia y 60 o F hasta
95 psia. El espació muerto vale 5.5%. Tratándose de una compresión isentrópica, determine (a)
ηv, VD, y W; (b) pme del diagrama convencional del compreso y (c) el diámetro y la carrera en
el cilindro del compresor. Calcule W de dos maneras diferentes y compare resultados.
6.- Se comprimen 11.3 m3 /min de aire desde 103.42 kPa abs. y 26.7 0 C, hasta 827.36 kPa abs.
Todos los espacios muertos corresponden a 8%. (a) Obtenga la potencia isentrópica y el
desplazamiento volumétrico requeridos en el caso de un solo paso de compresión. (b)
Utilizando los mismos datos determine la potencia ideal mínima para una compresión en dos
etapas, si el ínter-enfriador lleva el aire a la temperatura inicial. (c) Halle el desplazamiento
volumétrico en cada cilindro según las condiciones de la parte (b). (d) ¿Qué cantidad de calor
se extrae en el enfriador? (e) Para una eficiencia de compresión de 78% ¿Qué potencia de
salida es necesaria en el motor utilizado?
7.-Un compresor ideal tiene un volumen de desplazamiento de 14 litros y un volumen de

espacio muerto igual a 0,7 litros. Toma aire a 100 kPa y lo descarga a 500 kPa. La compresión
es politrópica con n = 1,3, y la expansión es del tipo isentrópico con m=1,4. Determinar el
trabajo neto del ciclo y calcular el error implícito si m=n.
8.- Un compresor de doble acción, con un desplazamiento volumétrico del embolo de 0,05 m3
por carrera, opera a 500 rev/min. El espacio muerto es de 5%, toma aire a 100 kPa y lo
descarga a 600 kPa. La compresión es politropica, Pv1,35=C. Determinar la potencia requerida,
así como la descarga de aire (m3 /s)
9.- Un compresor toma aire de los alrededores a 100 kPa y 21°C. Existe una caída de presión de
2 kpa en las válvulas de toma o succión, y la temperatura al final de la misma es de 38 °C. La
presión de descarga vale 480 kPa, y hay una caída de presión de 20 kPa en las válvulas de
descarga. Determinar (a) las eficiencias volumétricas ideal y Real; (b) la potencia motriz del
compresor si el volumen desplazado del embolo es de 14 litros y el volumen efectivo es de
11,2 litros. El compresor funciona a 200 rev/min y n=1,35
10.- Un compresor de aire de dos etapas toma 0,238 m3 /s de aire a 100 kPa y 27 ºC, y lo
descarga a 1000 kPa. El valor de n correspondiente a la compresión es 1,35. Determinar (a) la
potencia mínima necesaria para llevar a cabo la compresión; (b) la potencia que se requiere
para efectuar una compresión en un paso hasta la misma presión; (c) la temperatura máxima
en (a) y en (b); (d) el calor absorbido en el enfriador intermedio.
11.-Se comprime aire con un compresor centrífugo desde 110 kPa y 300 K hasta una presión
de 330 kPa. La eficiencia interna de compresión es 0,90. Determinar el trabajo por unidad de
masa empleando la ley del gas ideal.
12.- Consideremos como sistema abierto un compresor alternativo del tipo múltiple, enfriado
con agua. El agua entra a 21 °C y sale a 38 °C con un flujo de 0,038 kg/s. El aire, a razón de
0,227 kg/s, entra a 300 K y 100kPa, y sale a 1000 kPa y 450 K. Determinar la potencia
suministrada.
13.- 1 Calcule la eficiencia volumétrica de un compresor de un solo cilindro y doble acción, con
diámetro interior y carrera de 0,45 m y 0,45 m respectivamente. El compresor se prueba a 150
rev/min y se encuentra que maneja gas de 101,3 kPa y 300 K a 675 kPa, a razón de 0,166 m3 /s
cuando n = 1,33 para los procesos de expansión y de compresión.
14.- Un compresor de aire de un cilindro y doble acción funciona a 220rev/min, con una
velocidad en el embolo de 200 m/s. El aire es comprimido isentropicamente de 96.5 kPa y 289
K, a 655 kPa. El espacio muerto en el compresor es de 4,5%, y el flujo de aire, de 0,4545 kg/s.
Determine, para n = 1,35, (a) la eficicacia volumétrica; (b) el volumen de desplazamiento; (c) la
potencia motriz; (d) el diámetro interior y la carrera si L=D.

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