97465119 Apuntes de Maquinas de Desplazamiento Positivo

8/17/2019 97465119 Apuntes de Maquinas de Desplazamiento Positivo

1/58

BENEMERITAUNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLA

FACULTAD DE INGENIERIA

COLEGIO DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

A P U N T E S

D E

M A Q U I N A SD E

D E S P L A Z A M I E N T O

P O S I T I V O

RECOPILADO POR

ING. PABLO OTHON ROSAS RAMOSDICIEMBRE 2008


2/58

U N I D A D U N O

1.1 C I R C U I T O S N E U M A T I C O S

Circi!"# Red ó camino por el cual fluirá el flujo de un fluido gaseoso bajo presión paratransmitir potencia y controlar movimientos precisos de mecanismos de una máquina.

Ci$i%&r"' %()*!ic"'# Son dispositivos que tienen la capacidad de transforman energíade aire comprimido en movimiento lineal.

1.2 ESQUEMA GENERAL DE V+LVULAS, S-MBOLOSGR+FICOS


3/58

1. CODIFICACION DE ORIFICIOS DE UNA V+LVULA

La codificación alfabética está regida por la norma ISO / 121 ó DIN 2 00

P !ntrada de aire comprimido

"# $# %# Salidas ó descargas de aire comprimido

R# S# !scape de aire comprimido a la atmósfera

'# (# )# *andos ó pilotajes

L +ugas


4/58

La codificación numérica está regida por la norma CETOP

, !ntrada de aire comprimido

-# # / Salidas ó descargas de aire comprimido

0# 1# 2 !scape de aire comprimido a la atmósfera

,-# ,# ,/ *andos ó pilotajes

3 fugas

1. CONCEPTOS BASICOS EN CIRCUITOS HIDRAULICOS YNEUMATICOS

!ntre los importantes se citan

1. Pr('i3%# *agnitud que se define como el cociente de carga# fuer4a# peso que act5a !n la unidad de área. Se denota

&R6 "7

"+

P ρ γ ====

man. "mt. "bs. PPP +=

vacio "mt. "bs. PPP −=


5/58

2. F(r45# *agnitud que se define de distintas maneras seg5n su aplicación

vmv "tv

mam+ - ⋅=⋅⋅==⋅= •

ρ

v8v8gv "g+- ⋅⋅=⋅=⋅= ρ γ γ

. F$6" 7 G5'!" 7 C5&5$# *agnitud que define la cantidad de fluido que fluye a través 9e un conducto# éste puede másico ó volumétrico. Se denotan

v "g

8v "m ⋅=⋅=⋅⋅=• γ

ρ ρ

υ ⋅=⋅= •

mv "8

.: Tr556" &( 9$6"# *agnitud que define la cantidad de energía requerida ó generada Por un fluido en movimiento.# se denota

υ ⋅=⋅=⋅= P;Pd+&

:. P"!(%ci5 &( 9$6"# *agnitud que se define de varias maneras de acuerdo a suaplicación en la resolución de problemas. Se denota

υ ⋅⋅=⋅= ••

Pmv+<

8P=&< ⋅=⋅=•

68< ⋅⋅=•

γ 4-gvP

6-

++=γ

;. T()% , °=°

/?+& +°= R,.>@ , °=°

( )0-+31

% −°=° 0-%13

+ +°=°

=. Vi'c"'i&5 *agnitud que eApresa la resistencia para fluir de un fluido sobre unasuperficie# se denota

ρ ⋅= νμ γ

gμ

gγ

μμ ν

⋅===

ρ


6/58

1.: CALCULO DE LA CAPACIDAD O TAMA>O DEL TANQUE ODEP?SITO DE ALMACENAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO

Para una demanda de aire comprimido constante# se aplican las igualdades siguientes.

CASO IDEAL CASO REAL

atm.trab.

atm.9esp. PP

P8t;

+⋅⋅=

atm.trab.

atm.9esp. PP

P8@t;

+⋅⋅⋅=

0.? a ,.1@ =

=t &iempo de carga ó descargaPara una demanda de aire comprimido variable# se aplican las igualdades

CASO IDEAL CASO REAL

( )

-,

atm,-9esp. PP

P88t;

−−= ( )

-,

atm,-9esp. PP

P88tB;

−−⋅=

=,8 %audal de entrada=-8 %audal de salida

=,P Presión de trabajo inicial=-P Presión de trabajo final

1.; DESPLAZAMIENTO VOLUM@TRICO DE UNA BOMBA

*agnitud que se eApresa como la relación del caudal volumétrico con el n5mero derevoluciones# se denota

=8

9v =


7/58

1.= AREAS DE INTERES DE UN PISTON CON VASTAGO

1.8 PARAMETROS DE ACTUADORES NEUMATICOS

,.: !n cilindrosC +uer4a y carrera-.: !n actuadores giratoriosC Par y ángulo0.: !n motores neumáticosC Par y rpm

NUMERACION DE ELEMENTOS DE TRABAO

,.? 0.? 1.?-.? .?D /.?# etc.

NUMERACION PARA ORGANOS DE GOBIERNO

,., 0., 1.,-., ., /.,# etc.

NUMERACION PARA CAPTADORES DE INFORMACION

,.- ,.0,. ,.1-.- -.0-.# etc. -.1# etc.

9e la primera columna los n5meros enteros indican grupo# los decimales como son paresindican salidas del vástago.

9e la segunda columna los n5meros enteros indican grupo# los decimales como sonimpares indican retroceso del vástago.


8/58

NUMERACION PARA ELEMENTOS AUILIARES

?., ?.?.- ?.1?.0 ?./# etc.

NUMERACION PARA ELEMENTOS DE REGULACION

,.?- -.?-,.?0 -.?0# etc.

VELOCIDADES RECOMENDADAS PARA FLUIDO HIDR+ULICO

PRESION VELOCIDAD

1? bar ,segm .? −⋅,?? 1.,1? ?.1-?? 1.10?? /.?

!n tuberías de aspiración# la velocidad recomendable es# ,segm,.1 −⋅

!n tuberías de retorno# la velocidad recomendable# es ,segm-.? −⋅

.1. APLICACIONES DE LA NEUM+TICA

,.: Eerramientas de impacto

-.: ;álvulas de control y posiciona doras

0.: *artillos

.: Pistolas para pintar

1.: *otores rotativos

/.: Sistemas de empaquetado

2.: !levadores

>.: ;ibradores

3.: +renos

,?.: accionamiento de robots industriales


9/58

1.10 DIAGRAMAS ESPACIO / FASE Y ESPACIO / TIEMPO DECILINDROS NEUMATICOS

Di5r5)5 ('


10/58

V($"ci&5& $(%!5# "ire comprimido al cilindro controlado por r($5&"r unidireccional óbidireccional.

Las líneas verticales indican 95'(' y son equidistantes una respecto a otra# se denotan

con n5meros como ,# -# 0# # etc. &ambién se les conoce como


11/58

1.11 DIAGRAMA ESPACIO / FASE PARA DOS ELEMENTOS DETRABAO

Gbservando la gráfica en el plano espacio F fase

E$ *'!5" &($ ci$i%&r" A

!n , empie4a a salir.!n - termina su carrera de ida ó de eAtensión.9e - a permanece salido.!n inicia la carrera de regreso ó retroceso# comien4a a meterse.

!n 1 termina su carrera de retroceso ó de regreso.9e 1 a / permanece metido.


12/58

E$ *'!5" &($ ci$i%&r" B

9e , a - permanece metido!n - empie4a a salir !n 0 finali4a la carrera de eAtensión é inicia la carrera de regreso# se empie4a a meter.!n finali4a la carrera de retroceso

!n 1 ambos vástagos de los dos cilindros "# $ permanecen metidos!l ciclo se repite en 1 ,

1.12 RELACION DE MOVIMIENTOS DE LOS DESPLAZAMIENOSDEL VASTAGO


13/58

1.1 DIAGRAMA ESPACIO / TIEMPO PARA DOS ELEMENTOSDE TRABAO

Hnterpretar diagrama espacio F tiempo

!l vástago del cilindro A recorre ,?? mm de , F - en > seg# permanece eAtendido de

- F 0 en ,- seg. y retrocede de 0 F en - seg.

!l vástago del cilindro B de , F - permanece metido en > seg. 9e - F 0 recorre ,?? mmen ,- seg# de 0 F permanece salido en - seg. 9e F 1 regresa en ,? seg.

1.1 DIAGRAMAS PARA MOTORES NEUM+TICOS

P5r5 % '(%!i&" &( ir"


14/58

P5r5 &"' '(%!i&"' &( ir"

P5r &"' '(%!i&"' c"% ir" $i)i!5&"

Hnterpretar diagrama estado F fase


15/58

!l vástago del pistón antes de alcan4ar la fase - se activa la válvula ,S- que envía airecomprimido al pilotaje ,- de la válvula biestable# ,; que cambia su posición. !l vástagodel cilindro inicia su carrera de retroceso en fase - y termina en 0. Hnstantes después esdesactivada la válvula ,S- por la seIal que envía el micros7itc6 del vástago.

1.1: C I R C U I T O S H I D R + U L I C O S

Circi!"# Red ó camino por el cual fluirá el flujo de un fluido líquido bajo presión paratransmitir potencia y controlar movimientos precisos de mecanismos de una máquina.

!l líquido confinado a presión es tan resistente como el acero y es de los más versátilespara modificar movimientos de mecanismos y transmitir potencia. %ambia de forma paraadaptarse al cuerpo que resiste su empuje# se puede dividir en partes 6aciendo trabajo asu medida# puede ser reunido para que trabaje como conjunto# se puede removerrápidamente a lo largo de una parte y lento en otra.

Hi&r*$ic5# Significa agua entubada ó agua a través de tubo# se utili4a como medio paragenerar trabajo y transmitir potencia cuando se empuja. !l elemento componente de

entrada ó de empuje en un sistema 6idráulico se denomina ")5 y el elementocomponente de salida ó empuje de salida se denomina 5c!5&"r


16/58

Ci$i%&r"' i&r*$ic"' 7 5c!5&"r(' i&r*$ic"'# Son dispositivos que tienen lacapacidad de transforman energía de un aceite presuri4ado en movimiento lineal.

!n el campo práctico el fluido de trabajo en sistemas 6idráulicos es el aceite 6idráulico porsu 6abilidad de lubricación de todas las partes móviles que componen el sistema. !laceite 6idráulico tiene un peso específico que oscila entre.

3

f

3

f

ft

lb58 a

ft

lb55γ =

3

f

3

f

m

kg929 a

m

kg881γ =

!ste peso genera una presión de ?. Psi. !n la entrada de la bomba por cada columnaprismática de ft1ft1ft1 ⋅⋅ tal como la figura siguiente.

22 in144ft1ft1ft1A ==⋅= 22 in144ft1A ==


17/58

2

f

in

lb0.4P = 2

f

2

f

in

lb0.8

in

lb0.42P =

=

( )f

2

2

f lb57.6144inin

lb0.4APF ==⋅= ( ) f

2

2

f lb 115.2in144in

lb0.8F ==

1.1; P R I N C I P I O D E B L A I S E P A S C A L

Dic(# La presión aplicada a un fluido confinado en un recipiente# éste se transmite con lamisma intensidad en todas direcciones de manera normal a la geometría de las áreasinteriores del recipiente

Si sobre el tapón de 2in 1 de la boquilla de una botella se aplican f lb 10 # entonces setiene una presión de

Psi10in

lb10

in

lb

1

10

in1

lb10

A

FP 2f 2f 2f =====

!n cualquier dirección de las paredes internas de la botella.

J%uál seria el empuje que recibe el fondo de la botella en 2in20 .

9e la igualdadA

FP = se despeja fuer4a y se iguala al empuje# ! # se tiene.

( ) f 22f lb200in20inlb

10APFE ==⋅==


18/58

1.1= P R E N S A H I D R A L I C A

9ispositivo constituido de dos cilindros de los cuales uno es de diámetro menor y el otrode diámetro mayor interconectados por tubería ó manguera de alta presión en la que seaplica el principio de $laise Pascal tal como se muestra en la figura.

f fuer4a que act5a sobre el émbolo menor

a área del émbolo menor

d diámetro del embolo menor

6 despla4amiento del émbolo menor

+ +uer4a que act5a sobre el embolo mayor

" área del émbolo mayor

9 diámetro del émbolo mayor

E despla4amiento del émbolo mayor

A

F

a

f =

22 D

F

f =

!s"la#a$l%&'i$l%&'i$ (γEEm"')! ⋅== l%&'i$s*li$l%&'i$ +AγE ⋅⋅=


19/58

1.18 RESOLUCION DE PROBLEMAS

Pr"$()5 1.1# Se requiere mover una carga de /02 Bilogramos fuer4a de manera6ori4ontal en ambos sentidos utili4ando un cilindro 6idráulico de pulg. de diámetro y unvástago de ,.1 pulg. de diámetro. Se pide

aK.: !laborar esquema del sistemabK.: %uál será la presión requerida para empujar la cargacK.: %uál será la presión requerida para jalar la carga.

Pr"$()5 1.2# n actuador rotacional ejecuta un trabajo específico# para ello requiere-/.2 galones por minuto de aceite 6idráulico a , 21 Psi y , 21? rpm. Se pideaK.: !laborar esquema del sistemabK.: %uál será el despla4amiento volumétrico de la bombacK.: %uál sería la potencia generada por el sistema 6idráulicodK.: %uál será el par que genera el actuador.

Pr"$()5 1.# n compresor suministra -1? pies c5bicos por minuto y el sistemarequiere 01? pies c5bicos por minuto durante 0? seg. La presión de trabajo inicial es ,??Psig. ( no debe caer por debajo de >? psig. Se pideaK.: !laborar esquema del sistema neumáticobK.: %alcular la capacidad teórica del depósitocK.: %alcular la capacidad real del depósito para B -.1

Pr"$()5 1.# n compresor proporciona 1?? pies c5bicos por minuto a una presión detrabajo de ,?? Psig. Se pideaK.: !laborar esquema del sistema neumáticobK.: %alcular la capacidad teórica del depósito para ,.1 min.

cK.: %alcular la capacidad real del depósito con B 0.? para 3? seg.Pr"$()5 1.:# !n una prensa 6idráulica sobre el émbolo menor de 2in1 de área se

aplican f lb10 y se despla4a in10 . Se pideaK !laborar esquema del sistemabK %uál sería el volumen de aceite 6idráulico despla4adocK %uánto se despla4aría otro émbolo de 2in10dK %uál sería la energía transmitida por el aceite 6idráulico.eK %uál sería la fuer4a que se obtiene sobre el émbolo mayor fK %uál sería el empuje ejercido por el aceite 6idráulico en el émbolo menor.

Pr"$()5 1.;# !n una prensa 6idráulica sobre el émbolo menor de 2mm650 de área se

aplican f kg20 y se despla4a mm12 . Se pideaK !laborar esquema del sistemabK %uál sería el volumen de líquido despla4adocK %uánto se despla4aría otro émbolo de 2mm5006dK %uál sería la energía transmitida por el aceite 6idráulicoeK %uál sería la fuer4a que reobtiene sobre el émbolo mayor fK %uál sería el empuje ejercido por el aceite 6idráulico en el émbolo menor.


20/58

Pr"$()5 1.=# !l pistón de un actuador neumático longitudinal de doble acción recibe a

través de la válvula de carga -f cmBg2 −⋅ . !l diámetro del pistón es >? mm# la carrera

,-? mm. Se pideaK.: !laborar esquema del actuador bK.: %alcular el trabajo que reali4a el vástago del pistóncK.: %uál será la fuer4a de empuje

dK.: %uál sería la potencia si el vástago viaja a ,segm1 −⋅

Pr"$()5 1.8# !l pistón de un actuador neumático longitudinal de doble efecto trabajacon una presión de ,?? Psi. !l diámetro interior del cilindro es 0 pulg. y la carrera 5til 1pulg. Se pideaK.: !laborar esquema del actuador bK.: %alcular la fuer4a de empuje del vástagocK.: %uál será el trabajo que el aire ejerce sobre el émbolodK.: %uál será la potencia que el aire suministra al pistón# si éste se despla4a a

,segft?.1 −

⋅

Pr"$()5 1.# na bomba de engranes suministra 0? galones por minuto de aceite6idráulico por una tubería de - pulg. de diámetro nominal# ced. ? a , 1?? Psi a unactuador longitudinal. Se pideaK.: !laborar esquema del sistemabK.: %alcular la velocidad con que se transporta el aceite al actuador cK.: %alcular la potencia del aceitedK.: %alcular la fuer4a que lleva el aceite por la tubería.

Pr"$()5 1.10# !laborar diagrama espacio F tiempo para un actuador longitudinal cuyovástago tarda > seg. !n salir # ,- seg. Permanece fuera y seg en retroceder. %uantotiempo tarda en reali4ar el ciclo de trabajo.

Pr"$()5 1.11# !laborar diagrama espacio F tiempo para un actuador lineal cuyovástago tarda ,- seg. !n salir# > seg. Permanece eAtendido y ,? seg en retroceder. %uálfue el tiempo del ciclo de trabajo.


21/58

U N I D A D D O S

2.1 CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS

*aquinaC conjunto de sistemas mecánicos ó termodinámicos capa4 de transformarenergía

Sistema mecánicoC %onjunto de uno ó de varios mecanismos con movimiento longitudinaló rotacional ó ambos generando trabajo.

Sistema termodinámicoC Recipiente sometido a presión y volumen constante ó sometidoa variaciones de presión y volumen generando contracciones y dilataciones ó bienempujes de fluidos incompresibles MlíquidosK ó compresibles MgasesK.

!l,-ti-as

as/!ami!nt

t!mi-asma&'inass+i'li-ama&'inas fl'i$!

a&'inas

!ntre las )*i%5' i&r*$ic5' se citan

,.: ;entiladores con presión menor a ,?? mbar

-.: $ombas manejan fluidos incompresibles con densidad y volumen específico %onstantes.

!ntre las )*i%5' !r)ic5' se citan

,.: %ompresores con presión mayor a ,?? mbar

-.: &urbina de vapor

0.: &urbo reactor manejan fluidos compresibles con densidad y volumen específico no%onstantes

2.2 CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS HIDR+ULICAS

sg!n!a$a

m$t$as "$siti$!nt$!s"la#ami!&'inas

sg!n!a$a

m$t$as m&'inas'b$

s+i'li-a&'inas


22/58

Tr" )*i%5'# Son máquinas de corriente# obedecen la ecuación de !uler.

M*i%5' &( &('


23/58

+r(5 !r5%'(r'5$ &($ )"$" V"$)(% &($ ci$i%&r" R(c"rri&" &($ ()"$"

22

4

A ⋅=

⋅= A( ⋅= t ⋅=

tA( ⋅⋅=

D(%'i&5& &($ 9$i&" C5&5$ )*'ic" F(r45 &i%*)ic5

(

m= ρ

t

mm =•

amF ⋅=

(m ⋅= ρ Am ⋅⋅=•

ρ 2AF ⋅⋅= ρ

tAm ⋅⋅⋅= ρ m ⋅=•

ρ F ⋅⋅= ρ

Tr556" &($


24/58

2 ⋅⋅=•

ρ

i ⋅=•

9efine potencia eléctrica

i 2

2

⋅==•

!l principio de despla4amiento positivo MP9PK puede enunciarse diciendo.

!l movimiento de un fluido se origina por la disminución del volumen de una cámara óespacio volumétrico.

=--( ;olumen de la cámara de compresión

=-i( ;olumen de cilindrada

=( ;olumen total de cilindrada

=P: Punto muerto superior

=P;Punto muerto inferior

=(A ;álvula de admisión ó de carga


25/58


26/58

PRESION MEDIA EFECTIVA

m

(

P


27/58

FUERZA RENDIMIENTO VOLUMETRICO

APF ⋅= 100>

?

t

( = Gscila entre ?.>1 a ?.31

A+γF ⋅⋅=

2. C O M P R E S O R E S

*áquinas térmicas con capacidad de transformar energía mecánica en energíaneumática.

*áquinas térmicas capaces de elevar la presión del aire desde la presión atmosféricalocal 6asta otra presión mayor que ésta.

CLASIFICACION DE COMPRESORES

!ta"asaias!

!ta"as$s!

!ta"a'na!

"$siti$!nt$!s"la#ami

inmi-$!nt$!s"la#ami

-$m"imi$Ai!

in'stial

-$m!-ial

$m,sti-a

i$n!fig!a-

s


28/58

Proceso ? F , Hsobárico

Proceso , F - Hsoentrópico ó adiabático

Proceso - F 0 Hsobárico

Proceso 0 F ? Hsométrico

Para ambos ciclos son válidas las relaciones siguientes

@

2

1

1

2

(

(

P

P

=

@

1

1

2

2

1

P

P

(

(

=

1@

2

1

1

2

(

(

−

=

(

P

<

<@ =

(P


29/58

−

⋅

−=

−

− 1P

P (P

1@

@

@

1@

1

21121

−

⋅⋅

−=

−

•

− 1P

P 9 m

@ 1

@

@

1@

1

2121

EFICIENCIA VOLUMETRICA DE UN COMPRESOR

D

a(

((? = =a( ;olumen real de aire aspirado

=D( ;olumen de despla4amiento

3

P<D

m


30/58

TRABAO DE UN COMPRESOR CON ESPACIO MUERTO

( )

−

−⋅

−=

−

1P

P ((?P

@ 1

@

@

1@

1

231(1

−

⋅

−=

−

1P

P (?P

@ 1

@

@

1@

1

D(:

(P(PP amamm ⋅⋅=⋅=⋅=•

a(m mt(m (?PP?P ⋅⋅=⋅=⋅⋅=

•

2.: COMPRESOR IDEAL DE DOS ESCALONAMIENTOS

!l compresor de dos etapas ó dos escalonamientos está constituido de dos cilindrosdistribuidos en ; de los cuales el de la primera etapa las dimensiones son mayorescomparados con los de la segunda etapa. "mbos cilindros están interconectados con unserpentín enfriador cuya misión es disminuir la temperatura del aire que se descarga de laprimera etapa.

%on éste tipo de arreglo se incrementa el trabajo y la potencia de la máquina


31/58

? F , corresponde admisión de aire atmosférico

, F - corresponde compresión del aire ,. !tapa

- F 0 corresponde a enfriamiento del aire en el serpentín después de la descarga en ,. !tapa

0 F corresponde admisión de aire comprimido en -. !tapa

F 1 corresponde compresión del aire en -. !tapa

1 F / corresponde descarga del aire comprimido de -. !tapa

? F , F - F 0 F ? corresponde al ciclo de baja presión

0 F F 1 F / F 0 corresponde al ciclo de alta presión

- F F 1 F 2 F - corresponde a reducción de trabajo por enfriamiento.

TRABAO TOTAL DEL COMPRESOR DE DOSESCALONAMIENTOS

"!si$nalta "!si$n ba)a +=

a" b" +=

/PP +=

%omo el volumen de descarga en ,. !tapa es igual al volumen de admisión en -. !tapa#entonces se establece la condición siguiente.

&rabajo en baja presión &rabajo en alta presión

a" b" =

−

⋅

−=

−

⋅

−

−−

1P

P (P

@ 1

@ 1

P

P (P

@ 1

@ @ 1@

4

544

@

1@

1

211

4

B

2

1

2

P

P

P

P= !nf.42 PPP ==

B

21

2

!nf.

PPP

⋅=B

21!nf. PPP ⋅= 9efine la presión óptima


32/58

%omo el trabajo reali4ado es el mismo tanto en etapa de baja como en alta# entonces eltrabajo total es el doble para dos escalonamientos.

−

⋅

−=

−

1P

P (P

@ 1

2@

2@

1@

1

211 ó

−

⋅

−=

−

1P

P (P

@ 1

2@

2@

1@

1

!nf.11

−

⋅⋅

−=

−•

1P

P 9 m

@ 1

2@

2@

1@

1

!nf.1

&rabajo total para tres escalonamientos

−

⋅−=

−

1P

P

(P@ 1

3@

3@

1@

1

!nf.

11

−

⋅⋅

−=

−•

1P

P 9 m

@ 1

3@

3@

1@

1

!nf.1

m$ti#m&.

is$m

? =

mis$-$m"!s$ ??? ⋅=

COMPRESOR DE TIPO ROTATIVO

%ompresor centrífugoC *áquina de elevada velocidad M0 ??? a ? ??? rpmK accionadopor turbinas de vapor# consta de un eje sobre el cual se ensambla una ó varias ruedasdenominadas rotores con características especiales# se utili4an para suministrar aire

comprimido a altas presiones con una succión de 2f

-mkg2.5 −⋅ y en la descarga2

f -mkg92

−

⋅


33/58

= ( ;elocidad del fluido sobre la paleta

=t( ;elocidad periférica velocidad tangencial

=!( ;elocidad absoluta de entrada ó de suministro ;elocidad resultante de entrada

=:( ;elocidad absoluta de salida ó de descarga velocidad resultante de salida

=C ;elocidad angular del impulsor.


34/58

PAR TEORICO PARA HACER GIRAR EL IMPULSOR

Se determina aplicando la eApresión

'22 m ⋅⋅=

'22 g

⋅=

g

'22

⋅=

TRABAO TEORICO DEL IMPULSOR

=2 Radio del borde del impulsor# 2s =

='2 ;elocidad tangencial del aire al abandonar el rotor.

=C ;elocidad angular del rotor

== s ;elocidad absoluta en el borde del impulsor

=2 ;elocidad tangencial del fluido sobre el álabe

Se calcula aplicando la igualdad 2'2 Cg

⋅⋅=


35/58

g

'2=

g

'2

⋅=

D E S L I Z A M I EN T O

+enómeno que se origina por la inercia del aire# éste 6ace que se resista a la aceleraciónradial# provocando turbulencia sobre la cara delantera del álabe. Se calcula aplicando elfactor de desli4amiento dada por la relación.

: '2= :'2 ⋅=

Sustituyendo '2 en

g '2 ⋅=

:g

⋅⋅=

2:g

⋅= 2:m ⋅⋅=

%omo el par real es mayor que el teórico debido a las pérdidas generadas por elro4amiento entre el rotor y la carcasa# se introduce el factor de potencia absorbida# 9 y laecuación de trabajo teórico de modifica

g

:f

2⋅⋅=

g

f '2

⋅⋅= P5r5 c5'"'


36/58

Para un sistema de flujo constante é isoentrópico# no 6ay adición de energía calorífica#esto es# 8 ?

++−

++=

2g

P'

2g

P'

2

2222

2

1111

21+ + −=

( )21P


37/58

( )12;:1

B

2? −+= Por

1

1

−+=

1

12;:

1

1

1

B

2

?

−+=

1

12;:

1

B

2

?1

9e la relación de presiones vista en termodinámica# se tiene

1@

@

1

B2

1

2

P

P −

=

1@

@

1

12;:

1

2

?1P

P −

−+=

Para el proceso real

( )12P


38/58

TRABAO EFECTUADO POR ILOGRAMO DE AIRE

Se obtiene aplicando la igualdad

( )'1'2 g −= =− '1'2 ;ariación generada por el rotor

Si no se usan deflectores de entrada para dirigir el aire tangencialmente 6acia el rotor#entonces

0'1 = '2 = La ecuación de trabajo se reduce

( )'2

g

= "plicando la segunda condición

g

2

=

EFICIENCIA DE COMPRESION

a

:

!alini-a$

-$is$!nt$"i

<

? ==


39/58

CARACTERISTICAS DE UN COMPRESOR

Son cualidades que 6acen distinguir un compresor de otro para medir su capacidad desuministro. Las mas sobresalientes son.

,.: 9iámetro interior del cilindro# φ B mm# in

-.: 9iámetro eAterior del pistón# φ B mm# in

0.: %arrera del pistón# P< B mm# in

.: ;olumen de cilindrada# .P B Psi B1

f -mkg −⋅

/.: ;olumen entregado de aire libre# ( B 1s!glts −⋅ B 1s!ggal −⋅ B 13 minm −⋅ B 13 minft −⋅

2.: Relación de compresión#s'-.

!s-.<

P

P =

RESOLUCION DE EERCICIOS

E6(rcici" 2.1# na bomba de pistón de doble efecto tiene9iámetro de pistón -1? mm%arrera d pistón 021 mm "ltura de succión .1 mca "ltura de descarga ,>.? mca9iámetro d biela 1?.? mmRevoluciones por minuto del cigeIal /?9espreciando las pérdidas y el ro4amiento. Se pideaK.: !squema del sistemabK.: %alcular fuer4a de succión y descargacK.: %ual será la fuer4a total de ida

dK.: %ual será la fuer4a total de retornoeK.: %ual será el caudal que suministra la bombafK.: %ual será la altura 5til de la bombagK.: %ual será la potencia absorbida por la bomba.

E6(rcici" 2.2# na bomba de émbolo accionada manualmente tiene. "ltura de aspiración m "ltura de elevación 0? m9iámetro del émbolo -1? mm9iámetro del vástago 21 mm%arrera del émbolo /?? mm

Se pide.aK.: !laborar esquema del sistemabK.: %alcular presión de succión y de elevación


40/58

cK.: %ual será la fuer4a para la succión en la elevación del émbolodK.: %ual será la fuer4a para la impulsión en la elevación del émboloeK.: %ual será la fuer4a requerida para elevar el émbolofK.: %ual será la fuer4a para bajar el émbologK.: %uales serán los vol5menes suministrados en las carreras de subida y bajada

E6(rcici" 2.# n compresor de émbolo admite y comprime 13 minm14.16 −⋅ de aire libredesde una presión de 2f -mkg1.029

−⋅ abs. ( ,1./ % 6asta 2f -mkg7 −⋅ abs. Se pide

aK.: !laborar esquema del sistema y tra4ar diagrama P F ;bK.: %ual será la relación de vol5menescK.: %ual será la temperatura máAima de compresióndK.: %ual será el trabajo para comprimir el aireeK.: %ual será la presión media del airefK.: %ual será la potencia requerida para comprimir el aire.

E6(rcici" 2.# n compresor de émbolo de simple efecto # un escalonamiento y espacio

muerto tiene.9iámetro del cilindro 0?1 mm%arrera del émbolo 12 mm;olumen de espacio muerto / Q

Presión absoluta de descarga 2f -mkg5.9

−⋅Presión de aspiración 2

f -mkg0.98 −⋅

&emperatura de aspiración -/.2 %Se pide.aK.: !laborar esquema del sistema y tra4ar diagrama de procesos en el plano P F ;.bK.: %alcular el rendimiento volumétrico

cK.: %ual será la cantidad de aire libre aspirado a -?? rpmdK.: %ual será el trabajo requerido para comprimir el aireeK.: %ual será la presión mediafK.: %ual será la potencia en el eje si el rendimiento global es del >1 Q E6(rcici" 2.:# !n un compresor de un escalonamiento se desea comprimir

1minkg4.54 −⋅ de aire desde 2f -mkg1.029 −⋅ "$S. ( ,1./ % 6asta 2f -mkg7

−⋅ "$S.Se pideaK.: !laborar esquema del sistema y tra4ar procesos en plano P F ;bK.: %alcular la relación compresión

cK.: %ual será la temperatura de descargadK.: %ual será el trabajo por minuto del compresor para comprimir el aireeK.: %ual será la potencia requerida para comprimir el aire.

E6(rcici" 2.;# %on los mismos datos del ejercicio -.1 y utili4ando un compresor de dosescalonamientos. Se pideaK.: !laborar esquema del sistema y tra4ar procesos en plano P F ;bK.: %ual será el trabajo por minuto del compresor para comprimir el airecK.: %ual será la potencia requerida para comprimir el airedK.: %ual será la reducción de potencia por el enfriador.


41/58

E6(rcici" 2.=# n compresor centrífugo descarga 1s!gkg2.27 −⋅ de aire con unavelocidad periférica de 1s!gm457.2 −⋅ . tilice factor de desli4amiento ?.3 y factor depotencia absorbida de ,.?. Se pideaK.: !laborar esquema del impulsor con diagrama vectorial de velocidadesbK.: %ual será el trabajo teórico por Bilogramos de aire

cK.: %ual será la potencia que se comunica al airedK.: %ual será la velocidad tangencial del aire con la que abandona el rotor eK.: %ual será el par generado en el rotor si el radio de borde es -?? mm.fK.: %ual será el ángulo de la velocidad periféricagK.: %ual será la velocidad del fluido sobre el álabe.

E6(rcici" 2.8# !n un compresor centrífugo# la temperatura de estancamiento a la entradaes ->>./ % y en la salida del mismo 21./ %. Si se desean comprimir -.-2 Bg por seg.deaire. Se pideaK.: !laborar esquema del sistemabK.: %ual será el trabajo requerido para comprimir el aire

cK.: %ual será la potencia requerida para comprimir el airedK.: %ual será el par generado en el eje a ,>?? rpm.

E6(rcici" 2.# n compresor centrífugo con radio de impulsor de?.21 m en el borde delmismo# descarga ?.1 Bg de aire por segundo con una velocidad periférica de 0/1. 21metros por segundo. Los factores de desli4amiento y de potencia absorbida son ?.3 y,.?. Se pideaK.: !laborar esquema del rotor con diagrama vectorial de velocidadesbK.: %ual será el trabajo teórico por Bg de airecK.: %ual será la potencia que se comunica al airedK.: %ual será la velocidad tangencial del aire con la que abandona el rotor eK.: %ual será el torque generado en eje del rotor

E6(rcici" 2.10# !l impulsor de un compresor centrífugo de un escalonamiento trabaja conuna velocidad periférica de -2.2 metros por segundo proporcionando un rendimiento de>0 Q. Los factores de desli4amiento y potencia absorbida son ?.3 y ,.?. La temperaturade estancamiento a la entrada es ->>./ % "$S. !l calor específico del aire es ?.- @calpor Bg % y la presión absoluta de estancamiento en la entrada es ,.?-3 Bg f por cm-. Sepide aK.: !laborar esquema del rotor bK.: %alcular la relación de presiones

cK.: %ual será la presión de estancamiento a la salidadK.: %ual será la temperatura absoluta de estancamiento a la salidaeK.: %ual será la velocidad tangencial del aire al abandonar el impulsor.

E6(rcici" 2.11# S! desean comprimir ?.-2 Bgf por seg. 9e aire atmosférico en uncompresor de flujo aAial descargando con una rapide4 periférica de -2.2 metros porsegundo sin deflectores de entrada. Se pideaK.: !laborar esquema del rotor y canali4aciónbK.: %ual será la potencia requerida para reali4ar el trabajocK.: %ual será el trabajo real si la eficiencia del compresor es del >1 QdK.: %ual será la potencia real


42/58

E6(rcici" 2.12# !n un compresor se comprimen ?.- Bg por seg. 9e aire desde ,?? @Pa. (,- % 6asta >?? @Pa. %on una eficiencia de máquina del >? Q. Se pideaK.: !laborar esquema del compresor y tra4ar procesos en los planos & F S# 6 F SbK.: %ual será el trabajo isoentrópico del compresor cK.: %ual será la temperatura real de descargadK.:%ual será el trabajo real del compresor

eK.: %ual será la potencia real de máquina

E6(rcici" 2.1# !n un compresor se comprime aire desde,?? @Pa. ( 0?? @ 6asta 3??@Pa. Se pideaK.: !laborar esquema del compresor y tra4ar diagrama de proceso en el plano & F S#6 F S.bK.: %ual será el trabajo mínimo desarrolladocK.: %ual será el trabajo máAimo desarrolladodK.: %ual será la temperatura de descarga del aire

E6(rcici" 2.1# tili4ando el modelo de flujo estacionario en un compresor absorbe aire a

,2 % y se comprime con una relación de presión de >./ C ,. Se pideaK.: !laborar esquema de máquina y tra4ar proceso en plano & F SbK.: %ual será la temperatura y entalpia de descargacK.: %ual será el trabajo en la flec6a


43/58

U N I D AD T R E S

.1 B O M B A S Y V E N T I L A D O R E S

B")5# *áquina capa4 de transformar energía mecánica en energía 6idráulica#comunicando presión y velocidad a fluidos incompresibles# la densidad y el volumenespecífico no sufren variaciones. La capacidad de una bomba se mide por la cantidad de

fluido descargado eApresado enCmin

6ts#min

m3#min

gal#min

ft3

Para resolver problemas con bombas se retoman conceptos vistos en dinámica de fluidosen la introducción a la turbo maquinaria.

,.: %arcasa ó envolvente

-.: Rodete ó impulsor

0.: !je ó flec6a del rodete

.: $oca de succión

1.: $oca de descarga

/.: %ontratapa de carcasa


44/58

2.: &uerca fijadora del rodete

>.: $rida acoplamiento

3.: $ase de la bomba


45/58

V(%!i$5&"r# &urbo máquina que absorbe energía mecánica y la transforma a energía deflujo a un fluido compresible creando una diferencia de presiones. Para producir lacorriente de un gas# un ventilador está constituido de una cubierta que envuelve a unarueda con aspas ó paletas montada sobre un eje ó flec6a.

,.: *otor eléctrico

-.: %arcasa envolvente cubierta

0.: +lec6a ó eje

.: "spa paleta

1.: $anda de transmisión ó acoplamiento

/.: Soporte de motor eléctrico

2.: %imentación


46/58

s-!nt%f'g$

a>ialfl')$! !s!ntila$

V(%!i$5&"r &( 9$6" 5Ji5$# Se caracteri4a por el flujo ó corriente de fluido gaseoso es

paralelo al eje longitudinal de la 6élice ó rodete.

V(%!i$5&"r c(%!rK9"# Se caracteri4a porque el flujo ó corriente de fluido se impulsa a lolargo del eje del ventilador y se descarga en forma radial al eje.

APLICACIONES DE LOS VENTILADORES

,.: Sistemas de secado

-.: Sistemas de calefacción

0.: Sistemas de ventilación

.: Sistemas de enfriamiento

1.: Sistemas de aire acondicionado

/.: Sistemas de vapori4ado

2.: Sistemas de eAtracción de gases# etc.

VELOCIDADES DEL ROTOR DE UN VENTILADOR


47/58

=0 ;elocidad del aire sobre las paletas

=t ;elocidad periférica ;elocidad tangencial

= ;elocidad resultante del aire velocidad absoluta del aire

→→→ += t0

PRESIONES PARA VENTILADORES


48/58

(: +++ += =+ "ltura de presión total =:+ "ltura de presión estática# se utili4a para vencer los

Ro4amientos al paso del aire ó gas por el conducto.=(+ "ltura de presión dinámica# se utili4a para crear y

*antener la velocidad del aire ó gas en el conducto.

: +B+ :on positivos cuando la presión del aire en el interior del ducto es mayor 8ue el aire del eAterior# es decir

!>t.int.:B + + >

: +B+ Son negativos cuando la presión del aire en el interior del ducto es menor 8ue el aire del eAterior# es decir

!>t.int.:B + + <

: PPP += =P Presión total=:P Presión estática=P Presión dinámica

%uando 6ay variaciones de presión# se aplica la eApresión siguiente

( ) ( )1s2s

+++++ +−+=


49/58

VELOCIDAD DEL FLUIDO COMPRESIBLE

2g

+

2

( = De dónde (2 +2g ⋅=

(+2g ⋅= ó (ai!

ag'a+2g

γ

γ ⋅=

NOTA# Las mediciones de presión deben reali4arse entramos de canali4ación de longitudigual a -? diámetros del conducto como máAimo y ,? diámetros en cada eAtremo.

NOTA# !l diseIo de ventiladores y en general para cualquier máquina se reali4a para quetrabajen al nivel del mar# sin embargo para la potencia se 6ace un ajuste apropiado parala 4ona donde se instalará el equipo.

CAPACIDAD DE UN VENTILADOR

AG m ⋅= =m ;elocidad media del aire

=A Nrea de la sección recta de la canali4ación

INCREMENTO DE PRESION AL COMPRIMIRSE EL AIRE

( )2g

γ@ HP 23

2

2P −=

=P@ +actor de velocidad en aumento de presión oscila de ?.> a ?.3/

== t2 ;elocidad periférica=3 ;elocidad reducida de la corriente de aire a la salida del ventilador

EFICIENCIA DE UN VENTILADOR

abs$biaP$t!n-ia

a!sa$llaP$t!n-ia?m =


50/58

POTENCIA DE UN VENTILADOR

ai!Bai!ag'a+Gγ ⋅⋅=

•=G %audal de aire

-al-'laaP$t!n-ia>-$!giaP$t!n-iama !lni!lalai!

#$nala!ai!

ρ ρ =

-$!gia "$t!n-ia -al-'laaP$t!n-ia!alP$t!n-ia ±=

5.256

atm.st.Atm.l$-al Ikm

0.022561PP

−= =I "ltitud s.n.m .en Bm

PARAMETROS PARA SELECCIONAR UN VENTILADOR

,.: %audal de descarga caudal entregado

-.: Presión total y estática

0.: Potencia al freno caballos efectivos

.: ;elocidad angular velocidad de rotación

1.: ;elocidad de descarga

/.: *odelo

2.: Rendimiento total y estático

BOMBA DE PALETAS DESLIZANTES 7 BOMBA ROTATIVA

*áquinas que se adaptan a grandes caudales# están constituidas de.

,.: n estator con boquilla de admisión y descarga

-.: n rotor eAcéntrico respecto al estator

0.: ;arias paletas desli4antes incrustadas en el rotor


51/58

= Radio del rotor =t !spesor de la paleta

= 9iámetro del rotor =# =5mero de paletas

=9 Radio del estator = b Longitud del rotor

=D 9iámetro del estator = 8 r p m

=! !Acentricidad

SECCION TRNASVERSAL VELOCIDAD MEDIAMAIMA ENTRE ROTOR Y ESTATOR DE LA PALETA

b2!A ⋅= ( ) !D2

1P −=

CAUDAL TEORICO DESPRECIANDO CAUDAL TEORICO CONSIDERANDOESPESOR DE PALETAS Y FUGAS ESPESOR Y NUMERO DE PALETAS

G Pt ⋅= ( )[ ] #t!D! bG t ⋅−−⋅=

( ) !D! bGt −⋅=

CAUDAL REAL DE UNA BOMBACON PALETAS DESLIZANTES

( )[ ] #t!D! b?G(t ⋅−−⋅⋅=


52/58

B O M B A D E E N G R A N E S

*áquina de despla4amiento positivo con capacidad de suministrar fluidos viscosos# comolos aceites y similares. !stán constituidos de

,.: n estator

-.: 9os rotores# de los cuales uno es motri4

DESPLAZAMIENTO POR REVOLUCIONIGUAL VOLUMEN DESPLAZADO POR REVOLUCION

2# bA(D D( ⋅⋅==

=A Nrea del espacio ocupado por un diente

= b "ltura del diente

=# =5mero de dientes

CAUDAL UTIL DE UNA BOMBA DE ENGRANES

(? D( ⋅⋅= =(? Gscila de ?. a ?.>

D?(( ⋅⋅=

2# ba? ( ⋅⋅⋅⋅=


53/58

CAUDAL TEORICO DE UNA BOMBA DE ENGRANES

mD Pt ⋅⋅⋅= =PD 9iámetro primitivo de los engranes

=6 Longitud de los dientes

=m *ódulo de los dientes

= 8 r p m

PASO CIRCULAR 7 PASO CIRCUNFERENCIAL

!s la distancia de un diente al diente siguiente sobre la circunferencia primitiva.

i!nt!s! 'm!$

P!%m!t$-i-'la Pas$ =

#

DP P<

⋅=

PASO DIAMETRAL

=5mero de dientes eAistentes en cada pulgada ó cada -1. mm sobre el diámetroprimitivo M diámetro de pasoK.

"imiti$iam!t$! "'lgaa

i!nt!s! 'm!$iam!talPas$ =

PP

2

#

D

#P ==

PP - =⋅

MODULO M@TRICO ESPESOR DEL DIENTE

#

Dm P=

<

2P

2

Pt ==

RANGO DEL ANCHO DE LA CARA DEL DIENTE

P

16 F

P

8


54/58

DISTANCIA ENTRE CENTROS

P2P1 < +=

( )21 ##2P

1

< +=

( )21 ##

2

m< +=

RESOLUCION DE EERCICIOS

E6(rcici" .1# !l rodete de una bomba centrífuga mide 2?? mm y gira a ,>?? rpm. !lagua se descarga con ángulo de /? y una rapide4 de / metros por segundo. Si la carga

real desarrollada por la bomba es ,2 m y el anc6o del álabe curvado 6acia atrás en ladescarga es 2 octavos de pulgada. Se pideaK.: !laborar esquema del rodete con diagrama vectorial de velocidadesbK.: %ual será la carga teóricacK.: %ual será la eficiencia 6idráulicadK. %ual será el par 6idráulicoeK.: %ual será la potencia 6idráulica

E6(rcici" .2# !l impulsor de una bomba centrifuga que suministra agua tiene las medidassiguientes.

=1 in =2 12 in=1J -? =2J 10K=1 b - in =2 b 0.75 in=1α 3?

Oira a , >?? rpm# despreciando las pérdidas interiores y el espesor de los álabes. Se pideaK.: !laborar esquema del impulsorbK.: %alcular velocidades periféricas a la entrada y a la salida de los álabescK.: %alcular velocidad absoluta de entradadK.: %alcular el caudal de entradaeK.: %ual será la velocidad radial en la salidafK.: &ra4ar los triángulos vectoriales de velocidades de entrada y salidagK.: %ual será la carga teórica del impulsor 6K.: %ual será la potencia requerida para operar la bombaiK.: %ual sería el incremento de presión en la descarga.

E6(rcici" .# na bomba opera a - 1-? rpm y suministra ,/ litros por segundo de agua auna altura 5til de ,/ m con un rendimiento total de >, Q. Se pideaK.: !laborar esquema de la bombabK.: %alcular la potencia de accionamientocK.: %ual será la presión de descarga

dK.: %ual será el par 6idráulicoeK.: %ual será la velocidad de descargafK.: %ual será la fuer4a del agua


55/58

E6(rcici" .# na bomba centrífuga suministra , -?? ??? litros por 6ora de agua a 1 %.Los diámetros de las tuberías de succión y descarga son ?? mm y 021 mm. !l vacuometro está conectado a >? mm por debajo del eje de la bomba registrando una altura depresión de - m. !l manómetro está conectado en la tubería de descarga a 1?? mm porencima del eje de la bomba registrando una carga de presión de ,- m. 9espreciando laspérdidas por ro4amiento en las tuberías. Se pide

aK.: !laborar esquema del sistemabK.: %alcular la velocidad del fluido en tubería de succióncK.: %alcular la velocidad del fluido en tubería de descargadK.: %ual será la carga de presióneK.: %ual será la carga dinámicafK.: %ual será la carga geodésicagK.: %ual será la carga 5til6K.: %ual será la potencia de accionamientoiK.: %ual será la fuer4a del agua en la descarga jK.: %ual será el par requerido para mover el impulsor a , /1? rpm

E6(rcici" .:# na bomba centrífuga con diámetro de tubería en la succión de ,1-. mmy en la descarga de ,?,./ mm. Suministra 3/. -1 litros por minuto de agua a ,1./ %. !lvacuo metro se ubica a ?./, m por debajo del eje de la bomba# registra una carga deaspiración de 0?1 mm Eg. !l manómetro se ubica a ?.3,1 m sobre el eje de la bomba#registra una presión de ,0.0 Bilogramos fuer4a por centímetro cuadrado# considerandoque las pérdidas totales por ro4amiento es ?. /2 m. Se pideaK.: !laborar esquema del sistemabK.: %ual será el =PSERcK.: %ual será el =PSE9dK.: %ual será la velocidad del agua en la tubería de succióneK.: %ual será la velocidad del agua en la tubería de descargafK.: %ual sería la variación de carga dinámicagK.: %ual sería la carga 5til6K.: %ual sería la potencia 6idráulicaiK.: %ual sería el par generado en la flec6a a , >?? rpm jK.: %ual sería la eficiencia mecánica si la bomba es accionada por un motor eléctrico que Suministra en la flec6a 0/ EP

E6(rcici" .:# na bomba centrífuga con impulsor ,0 in de diámetro# suministra , 1??galones por minuto de agua a , 21? rpm. Se pideaK.: !laborar esquema del sistema

bK.: tili4a figura ,1 F ,/. %uál será la 5tilcK.: %ual será la potencia para alimentar la bombadK.: %ual será la eficiencia mecánica de la bombaeK.: %ual será el par que genera el rodete sobre el aguafK.: %ual será la velocidad del agua en la descargagK.: %ual será la fuer4a del agua en la descarga

E6(rcici" .;# n ventilador mantiene en la descarga una presión estática de 0.- cm deagua y una presión dinámica de ?.>3 cm de agua. !n la canali4ación de aspiración ycerca del ventilador la presión estática es F 0.- cm de agua y la dinámica de ?./ cm deagua. Se pide

aK.: !laborar esquema del sistema canali4ación F ventiladorbK.: %alcular la diferencia de presión total creada por el ventilador


56/58

E6(rcici" .=# n ventilador recibe gases de combustión a una presión estática de ?./cm de columna de agua y una presión dinámica de ?.>3 cm c. a. en la canali4ación deentrada. La presión estática de salida es 0>., cm c. a y la dinámica de ,.3 cm c. a . Sepide.aK.: !laborar esquema de canali4ación F ventilador bK.: %alcular la diferencia de presión total

E6(rcici" .8# n ventilador descarga />? m0 por minuto de aire a través de unasuperficie de canali4ación de ,.- m- manteniendo una presión estática de ,.2 cm c. a auna temperatura de -,., % y la presión barométrica 2/? mm Eg. Se pideaK.: !laborar esquema del sistema canali4ación F ventilador bK.: %alcular velocidad teórica del airecK.: %ual será la altura depresión dinámicadK.: %ual será la altura de presión totaleK.: %ual será la potencia desarrollada por el ventilador E6(rcici" .# n ventilador con diámetro de rodete -, in gira a /?? rpm con paletas

curvadas 6acia adelante. !l peso específico del aire es ?.?21 libras fuer4a por píe c5bicoy la velocidad absoluta de descarga es ,.0 veces la velocidad periférica. !l factor develocidad por incremento de presión es ?. 21 y la velocidad del aire a la salida delventilador es , >?? pies por minuto. Se pideaK.: !laborar esquema del impulsor con diagrama vectorial de velocidadesbK.: %ual será la velocidad periféricacK.: %ual será la velocidad absoluta de descargadK.: %ual será el incremento de presión estática.

E6(rcici" .10# !l impulsor de un ventilador con paletas curvadas 6acia adelante entrega,2 1?? pies c5bicos por minuto con una presión estática de , in de agua. !l impulsor giraa -1/ rpm y consume .1 EP. Si la velocidad del ventilador cambia a 0?? rpm. Se pideaK.: !laborar esquema del impulsor bK.: %ual será el nuevo caudal suministradocK.: %ual será la nueva presión estáticadK.: %ual será la nueva potencia

E6(rcici" .11# !l impulsor de un ventilador con paletas curvadas 6acia atrás suministra-? 1?? pies c5bicos por minuto a 2? +# la presión estática es ,.02 in c.a# requiere unapotencia de 2.0, EP. !l peso específico del aire es ?.?21 libras fuer4a por pie c5bico. Si latemperatura del aire se incrementa a ,1? +. Se pide

aK.: !laborar esquema del impulsor bK.: %ual será el peso especifico del aire a la condición finalcK.: %ual será la nueva presión estática.dK.: %ual será la nueva potencia

E6(rcici" .12# n ventilador descarga />? m0 por minuto a -,., % dentro de unacanali4ación de ,.,2- m- manteniendo una carga estática de ,-.2 cm de agua. Se pideaK.: !laborar esquema ventilador F canali4aciónbK.: %alcular la velocidad de descargacK.: %ual será la carga dinámicadK.: %ual será la carga total

eK.: %ual será la potencia que desarrolla el ventilador


57/58

E6(rcici" .1# n ventilador gira a - >?? rpm # jala aire con una presión estática de ?.2cm de agua# carga dinámica de ?.3 cm de agua y la descarga con una rapide4 de ,0metros por segundo en una canali4ación de .>? cm de diámetro a una carga estática de? cm de agua y carga dinámica de - cm de agua. Se pideaK.: !laborar esquema ventilador F canali4aciónbK.: %ual será la descarga de aire

cK.: %ual será la carga totaldK.: %ual será la potencia que desarrolla el ventiladoreK.: %ual será el par que genera el ventilador

E6(rcici" .1# n ventilador entrega -? ??? ft0 por minuto de aire con una carga develocidad de ?.21 in de agua. Se pideaK.: !laborar esquema del sistema%on ayuda de la figura ,?.2.bK.: %alcula la carga estáticacK.: %alcula la potencia al frenodK.: %ual será la eficiencia mecánica

eK.: %ual será la velocidad de descargafK.: %ual será la fuer4a dinámica del aire

E6(rcici" .1:# n contratista desea verificar el flujo de aire a través de un ducto de -> inpor ,/ in# para ello utili4a un tubo de Pitot y determina la carga de velocidad a ?.> in deagua. Se pideaK.: !laborar esquema del sistemabK.: %ual será la velocidad del airecK.: %alcular la cantidad por minuto de aire que fluye por ductodK.: %ual será la potencia con la que fluye el aireeK.: %ual será la carga total medida en infK.: %ual será la carga estática medida en in

E6(rcici" .1;# !n una bomba con paletas desli4antes# el estator tiene un diámetrointerior de ,0? mm# el rotor un diámetro eAterior de >? mm y gira a - 1?? rpm. Se pideaK.: !laborar esquema de la bombabK.: %ual será la velocidad media de las paletascK.: %ual será el caudal teórico despreciando el espesor de la paletadK.: %ual será el volumen de líquido despla4adoeK.: %ual será la fuer4a dinámicafK.: %ual será la potencia de flujo

gK.: %ual será la presión de descarga del aguaE6(rcici" .1=# na bomba de engranes suministra -? gal por minuto de aceite lubricante

medio a /1 % a una presión de , 1?? Psig a - ??? rpm en un ducto de - in. Se pideaK.: !laborar esquema del sistemabK.: %ual será el volumen despla4ado por revolucióncK.: %ual será la potencia que requiere la bomba para mover el aceitedK.: %ual será la velocidad de descargaeK.: %ual será la fuer4a con la que se despla4a el aceitefK.: %ual será el par que desarrolla la bomba


58/58

E6(rcici" .18# na bomba de engranes con paso diametral de -.1# ,/ dientes# diámetroprimitivo 3./ in y eficiencia volumétrica de /1 Q# gira a - 1?? rpm# presión de descarga,-? Psi. Se pideaK.: !laborar esquema del sistemabK.: %ual será el caudal teóricocK.: %ual será el caudal real

dK.: %ual será el volumen despla4ado por revolucióneK.: %ual será el par que desarrolla la bombafK.: %ual será el flujo másico para un aceite con densidad relativa ?.>- a ? % si se 9escarga en ---.- in- de sección transversalgK.: %ual será la carga dinámica

E6(rcici" .1# na bomba de engranes capa4 de suministrar ,?? cm0 por revolución deun aceite a - 1?? rpm y genera un incremento de presión de ,? bar. Se pideaK.: !laborar esquema del sistemabK.: %ual será el caudal idealcK.: %ual será la potencia de accionamiento ideal

dK.: %ual será el par motor ideal

97465119 Apuntes de Maquinas de Desplazamiento Positivo

Documents

Transcript of 97465119 Apuntes de Maquinas de Desplazamiento Positivo