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Mecánica de fluidos Autores: I. Martin; R. Salcedo This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.

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1 Mecánica de fluidos Autores: I. Martin; R. Salcedo This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License. To view a copy of this license, visit or send a letter to Creative Commons, 444 Castro Street, Suite 900, Mountain View, California, 94041, USA.

2 Equipos de impulsión de gases Ventiladores (Q, P ~ cm H 2 O) Soplantes ( P de hasta ~ 2 bar) Compresores ( P a partir de ~ 2 bar)

3 Admisión Descarga PMS PMI Carrera V h Volumen de embolada cilindrada PDPAPDPA

4 Admisión Descarga PMI Carrera V h Volumen de embolada cilindrada Volumen muerto PDPAPDPA

5 Admisión Descarga PMS PMI p V pApA pDpD V1V1 1 2 p2p2 V2V2 Línea de compresión PDPAPDPA

6 Admisión Descarga PMS PMI p V pApA pDpD V1V1 1 2 p2p2 V2V2 Línea de compresión 3 V3V3 Línea de descarga PDPAPDPA

7 Admisión Descarga PMS PMI p V pApA pDpD V1V1 1 2 p2p2 V2V2 Línea de compresión 3 V3V3 Línea de descarga 4 V4V4 p4p4 Re-expansión PDPAPDPA

8 W Admisión Descarga PMS PMI p V pApA pDpD V1V1 1 2 p2p2 V2V2 Línea de compresión 3 V3V3 Línea de descarga 4 V4V4 p4p4 Re-expansión Línea de admisión DIAGRAMA INDICADOR PDPAPDPA

9 Diagrama convencional indicador W p V pApA pDpD 1 2 p2p2 Línea de compresión 3 Línea de descarga 4 Re-expansión Línea de admisión Idealidad de válvulas: Presiones de admisión y descarga constantes P 2 = P 3 = P D P 4 = P 1 = P A

10 Diagrama convencional indicador W p V pApA pDpD 1 2 p2p2 Línea de compresión 3 Línea de descarga 4 Re-expansión Línea de admisión Idealidad de válvulas y rozamiento del pistón: Presiones de admisión y descarga constantes P 2 = P 3 = P D P 4 = P 1 = P A

11 Diagrama convencional indicador W p V pApA pDpD 1 2 Línea de compresión 3 Línea de descarga 4 Re-expansión Línea de admisión Idealidad de válvulas y rozamiento del pistón: Presiones de admisión y descarga constantes P 2 = P 3 = P D P 4 = P 1 = P A

12 p V pApA pDpD 1 2 p2p2 3 4

13 p V pApA pDpD En Compresión: Masa descargada y Masa Residual Volumen Muerto M D + M R En Re-expansión: Masa Residual del Volumen Muerto M R 0, si volumen muerto nulo

14 p pApA pDpD Equivalente a la no existencia de volumen muerto para energía compresión

15 W ci isotermo p pApA pDpD FORMAS DE COMPRESIÓN IDEALES Gas ideal Cp y constante Procesos reversibles -Isoterma: Compresión T A constante (p A · V 1 = p D ·V 2 = cte) TATA

16 W ci isotermo p pApA pDpD FORMAS DE COMPRESIÓN IDEALES Gas ideal Cp y constante Procesos reversibles -Isoterma: Compresión T A constante (p A · V 1 = p D ·V 2 = cte) TATA - Isoentrópica: Compresión adiabáticamente reversible (p A · V 1 = p D ·V 2 = cte) P· =cte W ci adiabático

17 p pApA pDpD TATA P· =cte W ci adiabático Si se aplica Bernoulli aun sistema isoentrópico Si se aplica un balance de energía a un sistema isoentrópico

18 p pApA pDpD TATA P· =cte W ci adiabático ¿Y si el proceso es adiabático irreversible? s > 0

19 p pApA pDpD TATA P· =cte COMPRESIÓN POLITROPICA Con refrigeración del cilindro p· n =cte; 1

20 Potencias y rendimientos Trabajo isotermo, W T Trabajo isoentrópico, W s Trabajo adiabático irrev.W ad Trabajo politrópico, W n Trabajo indicado o real, W i Trabajo indicado o real, W i Trabajo total de accionamiento W a Rendimiento isoentrópico Rendimiento mecanico Rendimiento total

21 Rendimiento Volumétrico p V W pApA pDpD Volumen real que aspira Volumen que aspiraría si = 0

22 Compresión escalonada P A, T A P D1, T D1 P D1, T A P D2, T D2 P D2, T A P D3, T D3 P D3, T A P D, T D4 P A, T A P D, T D

23 W etapa 1 p pApA pDpD TATA p D1 p D2 p D3 W etapa 2 W etapa 3 W etapa 4

24 Ventiladores, Soplantes y Compresores Ventiladores: P ~ 100 cm H 2 O Soplante: P ~ 2-4 bar Compresor: P > 2-4 bar APENAS COMPRIME EL GAS TRATAMIENTO INCOMPRESIBLE

25 Ventiladores axial centrífugos

26 Soplantes Desplazamiento* axiales (multietapas)*centrífugos (1 etapa) *anillo positivo líquido

27 Soplantes Desplazamiento* axiales (multietapas)*centrífugos (1 etapa) *anillo positivo líquido

28 Soplantes Desplazamiento* axiales (multietapas)*centrífugos (1 etapa) *anillo positivo líquido

29 Soplantes Desplazamiento* axiales (multietapas)*centrífugos (1 etapa) *anillo positivo líquido Para hacer vacío

30 Compresores Alternativos*centrífugos (varias etapas) * rotativos turbocompresores

31 Compresores Alternativos*centrífugos (varias etapas) * rotativos turbocompresores

32 Compresores Alternativos*centrífugos (varias etapas) * rotativos turbocompresores entrada salida

33 Compresores Alternativos*centrífugos (varias etapas) * rotativos turbocompresores Velocidad de giro variable Sistema Inverter

34 Eyectores La boquilla primaria se comporta como una conducción convergente divergente: Subsonico en la zona convergente Sonico (M=1) en la garganta Supersonico en la zona divergente El flujo secundario es arrastrado subsónico P1 P2 P3 P1>P3>P2 Se mezclan supersónico SHOCK

35 Eyectores


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