Ejercicios de E::quipos - 1era Pc

8/18/2019 Ejercicios de E::quipos - 1era Pc

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# s=(13,1 psi− 2,18 psi − 0,5 psi− 8,80 lb pulg . 2)

61,6 lbs pulg . 2

× 144 = 3,8 psi

Pa= Presiónbarom"tricaa la altitud re!erida = 13,1 psi= 13,1 lb

pulg.2

P$p= Presiónde$apori(ación del agua = 2,18 psi= 2,18 lb

pulg . 2

P s$= Presiónre)uerida paraaperturarla $ l$ulade succión = 0,5 psi= 0,5 lb

pulg . 2

P ic= 8,80 psi= 8,80 lb

pulg . 2

' = Pesoespecí!icodel agua = 61,6 lb pulg. 2

Se tiene una bomba de émbolo de un solo cilindro y de simple efecto, parabombear agua a temperatura de 28°F, la bomba gira a 4* RPM, el di metrodel cilindro es de 5 pulg! " la carrera del émbolo es de #* pulg!, la longitudde la biela es de 28 pulg!, la tuber%a de succi&n tiene 4 pulg! de di metro y28 pies de longitud y el radio del cig(e)al es de *,5 pies! +a bomba traba aa una altitud de '22* pies sobre el ni-el del mar. la presi&n re/uerida paraaperturar la - l-ula de succi&n es de *,5 psi! 0alcular la m 1ima altura desucci&n!

tros datos3 *,***#4$

Pa Presi&n barométrica a la altitud referida #' psiP-p Presi&n de -apori7aci&n del agua 2,#8 psiPs- Presi&n re/uerida para aperturar la - l-ula de succi&n *,5 psiPeso esp! #, psi

99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

1.) Calcular la presión de inercia al fnalizar la carrera.

Di= K × L × R × N 2 × ( Dd )

2

Di= 0,000147 × 28 pie × 0,5 pie× (40 RPM )2 × ( 5 pulg.4 pulg . )

2

= 5,145 lb pulg 2

K = 0,000147

L= Longitud de laTubería de succión = 28 pies

R= Radio delcigüeñal = 0,5 pies N = Giros de la bomba = 40 RPM

D= Di metro del cilindro = 5 pulg.d= Di metro de la tubería de succión = 4 pulg .

2.) Corrección considerando la lon i!ud de la "iela.


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+ = 7200 Ltr,ora

× 1,108 Kg Ltr

× 2,2 lb1 Kg

= 17550 lb,ora

*= 1,108 grcm3

× 10 6 cm3

35,3147 pie 3 ×

1 Kg1000 gr

× 2,2 lb1 Kg

= 69,025 lb Kg

99999999999999999999999999999999999999999999999999999 99999999999999999999999999999999

+ =17550 lb

,ora32.23

= 544.52 lb− masa,ora

*=69,025 lb

,ora32.23

= 2,14 lb− masa pie 3

99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999 NOMOGRAPH FLUIDS IN MOTION

>i metro Dominal #,5 pulg!

Econo$icDia$e!er


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Di= De− (2 × espesor )

Di= 1,900 pulg. − (2 × 0,145 pulg. )

Di= 1,61 pulg .× 2,54 cm1 pulg .

= 4,09 cm

2.) Es!a"lecer la p%rdida de la car a por &ricción2.1.) 'rea de circulación

- = × D i2

4

- = × 4,09 cm2

4= 13,14 cm2

2.2.) (elocidad de Circulación& = +

-

& =7200 Ltr

,ora×

1000 cm 3

1 Ltr×

1 ,ora60 min

× 1 min60 seg

13,14 cm2 = 152,20 cm

seg≅ 152 cm

seg

2.#.) *$ero de Re+nolds

Re= D i × * × &

/

D i= Di metro 0nterior de latubería

*= Densidad


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& = &elocidad

/ = &iscocidad

Re=4,09 cm× 1,108 gr

c m 3 × 152 cm

seg

0,0114 grcm− seg

= 60422,93 ≅ 0,60422 × 10 5

Relati$e Pipe Roug,ness = 1(mm) Di

D i= Di metro 0nterior de latubería

1= Tipode Material ( 0ron)

Relati$e Pipe Roug,ness =1 mm×

1 cm10 mm

4,09 cm = 0,0245 ≅ 0,0 '

&,&ricción,

X 10 -1


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2.-.) %rdida de car a por &ricciónO/A0 Co$o no a+ da!o se le a re a n, 34

# !s=2 ×! ×L×& 2

Di × g

# !s=2 × 0.0056 × (14,37 m+0,7 × 14,37 m)×(152 cmseg × 1m100 cm)

2

(4,09 cm× 1m100 cm)× 9,81 mseg 2 # !s= 1,61 m

-.) Calcular la car a del l56uido "o$"eado

2 s=2 # + # !s

n

2 s=2 × 7,5 m+1,61 m

0,7= 23,73 m

7.) Calcular la po!encia

P= 2 s×& × - ×*

0,056

0,60422×10 5


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P= 23,73 m× (152 cmseg × 1 m10 2 cm)× (13,14 cm2 × 1 m2

10 4 c m2)×(1,108 grcm3 × 1 Kg10 3 gr × 106 cm3

1 m3 ) P= 52,51 Kg− m

seg

P( #p )= 52,51 Kg− m

seg × 1 #p

76,07 Kg− mseg

= 0,691 #p ≅ 0,7 #p

P( #p )=34

#p


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EJERCICIOS DE COM RESORES

1.)Rendi$ien!o 8olu$%!rico

n $=& 1− & 3& 1− & 0

2.)Caudal 6ue proporcione el co$presor

+ = (& 2− & 0 )×n × 60

n= re$oluciones por ,ora

#.) o!encia de acciona$ien!o

2 = 2 34 +2 45 − 2 5D +2 D3

2 34 = P1 × (& 1− & 3 )

2 45 = 11 − 6 × ( P2 & 2 − P 1 & 1 )

P2 P1

=(& 3& 0 ) P1 P2 =(& 2& 1 )& 3= & 0 ×(

P2 P1 )

1

& 2= & 1 ×( P1 P2 )

1


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2 5D = P2 × (& 2− & 1)

2 D3= 11− 6 × ( P1 & 2− P2 & 1)

En compresor alternati-o de simple efecto tiene un -olumen total en el cilindro de#,#* lts! y un espacio muerto de *,*5 lts!, traba a a '2* RPM! Siendo la presi&n deaspiraci&n @admisi&nB a # bar, la relaci&n de compresi&n de 5. y teniendo enconsideraci&n /ue e1iste una pérdida de la presi&n por la apertura de las - l-ulasde a, 25 bar, /ue el tipo de compresi&n es politr&pica con un factor #,4!

Se pide calcular3

aB =l rendimiento -olumétrico!bB =l caudal /ue proporciona el compresor en m ' 6;r!cB +a potencia de accionamiento en P, so el rendimiento mec nico es de 85G!

9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

DA/OS0& T = 1,10 lts .

Pa= 1 ¿̄

K = 1,4

RPM = 320 rpm

3spacio Muerto = & 0= 0,05 lts.

Relaciónde 5ompresión = 5

Presión perdida = 0,25 ¿̄

9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

P1= Pa− Presión perdida

P1= 1 ¯− 0,25 ¿̄0,75 ¿̄

P2= Relacióndecompresión + Presión perdida

P2= 5 +0,25 ¿̄5,25 ¿̄

1.)Rendi$ien!o 8olu$%!rico0

& 3= & 0 ×( P2 P1 )1

K

& 3= 0,05 × (5,250,75 ) 11,4

& 3= 0,20 lts.

n $=& 1− & 3& 1− & 0

n $=1,10 − 0,201,10 − 0,05

n $= 0,86

n $= 86

2.)Caudal 6ue proporciona el co$presor en $ #9 r0


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& 2= & 1 ×( P1 P2 )1

K

& 2= 1,10 × (0,755,25 ) 11,4

& 2= 0,27 lts.

+ = (& 2− & 0 )×n × 60

+ =[(0,27 lts.− 0,05 lts. )× 1 m310 3 lts. ]× 320 re$min × 60 min,r .+ = 4,224 m

3

,r .

#.):a po!encia de acciona$ien!o en ; < si el rendi$ien!o$ec=nico es de >740

2 34 = P1 × (& 1− & 3 )2 34 = 0,75 × (1,10 − 0,20 )

2 34 = 0,68 ¯− lts.

2 45 = 1

1 − 6 × ( P2 & 2 − P 1 & 1 )

2 45 = 1

1 − 1,4 × (5,25 × 0,27 − 0,75 × 1,10 )

2 45 =− 1,48 ¯− lts.

2 5D = P2 × (& 2− & 0 )2 5D = 5,25 × (0,27 − 0,05 )

2 5D = 1.16 ¯− lts.

2 D3= 11− 6 × ( P1 & 2− P2 & 0 )

2 D3= 1

1− 1,4 × (0,75 × 0,27 − 5,25 × 0,05 )

0,15 ¯− lts.

2 = 2 34 +2 45 − 2 5D +2 D3

2 = [0,68 +(− 1,48 )− 1,16 +0,15 ] ¯− lts.

2 =− 1,81 ¯− lts .× 1 7 0,01 ¯− lts .

2 =− 181 7oule

P= 2 ×n60 ×n mecanico

P= 181 × 32060 × 0,85

× 1 #P745,7 2

P= 1,52 #P


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En compresor alternati-o de simple efecto tiene un -olumen total en el cilindro de2, * lts! y un espacio muerto de *,#5 lts!, traba a a '5* RPM! Siendo la presi&n deaspiraci&n @admisi&nB a #,4 atm, la relaci&n de compresi&n de ', . y teniendo enconsideraci&n /ue e1iste una pérdida de la presi&n por la apertura de las - l-ulasde *,25 atm, /ue el tipo de compresi&n es politr&pica con un factor #,4!

Se pide calcular3

dB =l rendimiento -olumétrico!eB =l caudal /ue proporciona el compresor en m ' 6;r!fB +a potencia de accionamiento en P, so el rendimiento mec nico es de 85G!

9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

DA/OS0& T = & 1= 2,60 lts.

Pa= 1,4 atm

K = 1,4

RPM = 350 rpm

3spacio Muerto = & 0= 0,15 lts.

Relaciónde 5ompresión = 5

Presión perdida = 0,25 atm

9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

P1= Pa− Presión perdida

P1= 1,4 atm − 0,25 atm= 1,15 atm


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P2= Relacióndecompresión + Presión perdida

P2= 3,6 +0,25 atm= 3,85 atm

-.)Rendi$ien!o 8olu$%!rico0

& 3= & 0 ×( P2 P1 )1

K

& 3= 0,15 × (3,851,15 ) 11,4

& 3= 0,36 lts.

n $= & 1− & 3

& 1− & 0

n $=2,60 − 0,362,60 − 0,15

n $= 0,91

n$= 91

7.)Caudal 6ue proporciona el co$presor en $ #9 r0

& 2= & 1 ×( P1 P2 )1

K

& 2= 2,60 × (1,153,85 ) 11,4

& 2= 1,09 lts.

+ = (& 2− & 0 )×n × 60

+ =[(1,09 lts. − 0,15 lts. )× 1 m310 3 lts. ]× 350 re$min × 60 min,r .+ = 19,74 m

3

,r .

?.):a po!encia de acciona$ien!o en ; < si el rendi$ien!o$ec=nico es de >740

2 34 = P1 × (& 1− & 3 )2 34 = 1,15 × (2,60 − 0,36 )

2 34 = 2,58 atm − lts.

2 45 = 1

1 − 6 × ( P2 & 2 − P 1 & 1 )

2 45 = 1

1 − 1,4 × (5,25 × 1,09 − 1,15 × 2,60 )

2 45 =− 6,83 atm − lts.

2 5D = P2 × (& 2− & 0 )2 5D = 5,25 × (1,09 − 0,15 )

2 5D = 4,94 atm− lts .


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2 D3= 11− 6 × ( P1 & 2− P2 & 0 )

2 D3= 1

1− 1,4 × (1,15 × 1,09 − 5,25 × 0,15 )

− 1,17 atm− lts .

2 = 2 34 +2 45 − 2 5D +2 D3

2 = [2,58 +(− 6,83 )− 4,94 +(− 1,17 ) ]atm− lts.

1,01325 ¿̄1 atm

2 =− 10,36 atm − lts.× ¿

2 =− 10,49 ¯− lts.× 1 7 0,01 ¯− lts.

2 =− 1049 7oule

P= 2 ×n60 ×n mecanico

P= 1049 × 35060 × 0,85

× 1 #P745,7 2

P= 9,65 #P


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EJERCICIOS DE (E /I:ADORESEn -entilador funciona a 2*** rpm. determinar en base al H>iagrama de los-entiladoresI, las otras -ariables correspondientes a las condiciones dedise)o. as% mismo, las nue-as -ariables, si es necesario aumentar el :u o degas a #2* m ' 6min!

R M 0 233

3

rp$

Caudal @ ) 0 82,5 m ' 6min

resión /o!al@ !o!)

0 #5* mm ca

resiónDin=$ica

0 #' mm ca

(elocidad delAire

0 #4,5 m6seg!

Efciencia 0 8 Go!encia 0 ' 0?


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R M 0 25**

rpm

Caudal @ ) 0 123 $ #9$in

resión /o!al @!o!)

0 #85 mm ca

resión Din=$ica@ din)

0 2$,5 mm ca

(elocidad delAire 0 2# m6seg!Efciencia 0 82,5 G

o!encia 0 0?


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En -entilador funciona a 2*** rpm. determinar en base al H>iagrama de los-entiladoresI, las otras -ariables correspondientes a las condiciones dedise)o. as% mismo, las nue-as -ariables, si es necesario aumentar el :u o degas a #8,8 m6seg!

R M 0 224*

rpm

Caudal @ ) 0 ##* m ' 6min

resión /o!al@ !o!)

0 #5* mm ca

resiónDin=$ica

0 22 mm ca

(elocidad delAire

0 1> $9se.

Efciencia 0 82 Go!encia 0 4,4 0?


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EJERCICIOS DE MO/ORES

En motor de combusti&n interna y de ignici&n por c;ispa de 4 cilindros,tiene un di metro interior de ' pulg!, una carrera de ' pulg! y una lu7 de *,4pulg!

0alcular3

aB +a relaci&n de compresi&n!

bB +a cilindrada del motor!cB Cs% mismo, si la me7cla de combustible ingresa a #4,$ psi y unatemperatura de $*° F, calcular la presi&n y temperatura con la /uesalen los gases /uemados, si el -alor de J #,4!

99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999


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DA/OS0

Dinteior = 3 pulg.

5arrera = 3 pulg.

Lu(= 0,4 pulg.

n 8 cilindros = 4

P1= 14,7 psi

T 1 = 70 8 9

6 = 1,4

99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

a) :a relación de co$presión0

r c=(& 1& 2) & 1= ×( D i2 )2

× ( Lu(+5arrera ) & 1= ×( Di2 )2

× ( Lu( )

r c=(24,03 pulg 32,83 pulg 3 )r c= 8,49

& 1= ×(3 pulg.2 )2

× (0,4 pulg . +3

& 1= 24,03 pulg. 3

& 1= ×(3 pulg.2 )2

× (0,4 p

& 1= 2,83 pulg. 3

") :a cilindrada del $o!or0

& D= (& 1− & 2)× n& D= (24,03 pulg. 3− 2,83 pulg. 3 )× 4

& D= 84,8 pulg.3

c) As5 $is$o< si la $ezcla de co$"us!i"le in resa a 1-< psi +una !e$pera!ura de 3 < calcular la presión + !e$pera!uracon la 6ue salen los ases 6ue$ados< si el 8alor de ,1


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=l motor de un tractor suministra una potencia de 8* 0? a 22** rpm! =lmo-imiento se trasmite %ntegramente a las ruedas /ue giran a #8* rpm!

0alcular3

aB =l par motor disponible!bB +a potencia disponible de las ruedas!cB Par disponible en las ruedas!

99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999 a) El par $o!or disponi"le0

P DT = Par× 2

Par = P DT 2

2 =(2 × × n60 ) Par = 58800 2atts

230,38 radseg

Par = 255,23 N − m : 7

2 =(2 × × 2200 rpm60 )2 = 230,38 rad

seg

") :a po!encia disponi"le de las ruedas0

P DR= Potencia (2atts ) P DT = 80 5& ×

735 2atts1 5&

P DT = 58800 2atts

c) ar disponi"le en las ruedas0

Par M;T;R ×2 M = Par R

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