Abanicos, Sopladores y Compresores

Operaciones de Transferencia de MOMENTUM

ChemEng IQA

Introducción

• Equipos utilizados para flujo compresible• Mover gases• Aumentar velocidades• Cambiar posiciones (alturas)• Presurizar• Equipos varios• Más comunes: Abanicos, ventiladores, sopladores,

compresores

Abanicos y ventiladores

• Mover aire• Generalmente no presuriza• Bajas velocidades• Sopladores equipos rotatorios• Podemos suponer flujo incompresible

– Por ende las ecuaciones de la EEM son aplicables

Abanicos y ventiladores

• La fuerza aplicada al aire, osea P (F/A), no modifica el volumen especifico del aire

• El aire puede ser tratado como un líquido liviano

Abanicos y ventiladores: Ejercicio

Ejercicio en YT

Sopladores• Mueven aire• Velocidades bajas a

moderadas• Si hay ligera compresión• No siempre puede ser

modelado como incompresible

Sopladores

1. Turbina2. Carcaza3. Flecha4. Rodamientos5. Base6. Motor

Sopladores

Motor

Tubería de salida

Sopladores: Ejercicio

Ejercicio en YT

Compresores• Aumentar presión• Desplazamiento positivo (tornillo)• Centrífugos (común)• Axial

Compresor: Centrífugo

Compresor: Centrífugo

Compresor: Axial

Compresor: Tornillo

Compresión• Aumento de presión• La presión puede ser transofrmada a:– Velocidad– Posición (altura)– Presión

• Isentrópica (Adiabático y sin fricción)• Isotérmica• Polietrópica

Compresión• La temperatura aumenta por ser adiabático• El volumen específico aumenta por el aumento

en Temp.• Las altas temp. dañan el equipo• Altas temp. pueden perturbar al fluido

• Gama= Cp/Cv

Radio de compresión• Pb/Pa (descarga entre succión)• Pb/Pa < 4; no hay problema con Temp• Pb/Pa > 10´; hay cambios de temperatura

severos

La ecuación de trabajo de compresión

Compresión: Isentrópica• Unidades sin enfriamiento• Unidades pequeñas• Suposición sin fricción y adiabático

• Sustituyendo en la ecuación de trabajo…

Compresión: Isotérmica• Con chaqueta de enfriamiento• Temperatura constante

• Sustituyendo para trabajo e integrando…

Compresión: Politrópica• Compresiones muy grandes• Ni adiabático, ni isotérmico• Relación “n”

• Sustituyendo para trabajo…

Compresión: por Etapas• Por secciones o “etapas de compresión”• La entrada de un compresor es la salida de otro• Se aumenta la presión• Arreglo en series• Típicamente se enfría• Eficiencias de 80-90%

Potencia de freno• Brake horsepower• Eficiencia divide por ser trabajo de salida (vs.

bomba que multiplica por ser de entrada)

Ejercicios de Compresión

Isentrópica

Politrópica

Isotérmica

Por Etapas

Compresión…

Caso IntegradorFlujo de tuberías

Ver Video en YT