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Facultad de Ingeniera Qumica y Ambiental

Escuela Acadmica Profesional de Ingeniera Qumica

TOBERAS; TURBINAS Y CONPRESORES

APELLIDOS: CORNEJO SUNI

NOMBRE: ALEX ALFONSO

AO: 3

CICLO: VI

INGENIERO: ROSALIO CUSI PALOMINO

Ica 2 010

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Tobera

Una tobera es un dispositivo que convierte la energa potencial de un fluido (enforma trmica y de presin) en energa cintica. Como tal, es utilizado en turbomquinas y otras mquinas, como eyectores, en que se pretende acelerar unfluido para la aplicacin de que se trate. El aumento de velocidad que sufre elfluido en su recorrido a lo largo de la tobera es acompaado por unadisminucin de su presin y temperatura, al conservarse la energa.

Tobera De Laval:

De Laval estudi el flujo supersnico en toberas y resolvi el problema deaceleracin mxima dentro de la tobera llegando al diseo de toberas conseccin convergente-divergente en las que se logra un flujo snico M = 1 (M =nmero de Mach) en la garganta para posteriormente expandir la tobera ylograr flujos supersnicos M > 1.

Estas toberas deben tener una expansin adecuada para evitar la generacinde ondas de choque o de contraccin dentro del flujo.

La tobera es la encargada de convertir energas, adaptando las presiones yvelocidades de los gases eyectados. La tobera que usan los cohetes

experimentales se denomina De Laval y los flujos que recorren dicha tobera seconsideran compresibles al moverse a velocidades supersnicas, por lo que,las diferentes secciones transversales, producen durante el avance de losgases, variaciones en la densidad y en la velocidad del fluido. Todo ello estsupuesto para condiciones de flujo isoentrpico, es decir, condicionesadiabticas y sin rozamiento. En la prctica, no existe la condicin de flujoisoentrpico ideal, por lo que se aplica un coeficiente de rendimiento que ajustael clculo.

La ley de la conservacin de la energa se encarga de aumentar la velocidaden el cono de salida, no por cumplimiento de la dinmica de fluidos, ya queaqu aparecen como compresibles, sino por la conservacin del productoVelocidad x Temperatura.

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbom%C3%A1quinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbom%C3%A1quinahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Eyector&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Machhttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Eyector&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Machhttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbom%C3%A1quinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbom%C3%A1quina

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Estudio matemtico de la tobera ideal:

Idealmente las transformaciones del fluido en una tobera cumpliran las

siguientes condiciones:

Son adiabticas (no hay una transmisin de calor del fluido a la tobera oal exterior).

Son isentrpicas (se tratara de un proceso reversible, sin prdidas).

Se produciran en rgimen permanente (con lo cual, el caudal de fluidoque se desplaza a lo largo de la tobera permanecera constante todo a lolargo de la misma).

Por tanto se deben cumplir en cualquier punto de la tobera las siguientes doscondiciones:

(1)

Donde: h es la entalpa y c la velocidad del fluido.

(2)

Donde: Q es el caudal en cualquier punto (constante); , la densidad del fluidoen ese punto; y A, la seccin de paso en ese mismo punto.

De las anteriores ecuaciones se deduce que:

(3)

Donde a es la velocidad del sonido:

(4)

Donde: Cp y Cv son las capacidades calorficas del fluido a presin y volumencontantes, respectivamente; p es la presin del fluido en ese punto.

La ecuacin (3) nos puede dar una indicacin del perfil que debe tener latobera. Si se desea que la velocidad del fluido aumente a lo largo de ella, sedebe cumplir que dc>0. Entonces:

Si c

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seccin ha de ir disminuyendo. Es lo que se denomina la parteconvergente de la tobera.

Si c>a (esto ocurrir si el fluido se acelera lo suficiente como para superar lavelocidad del sonido), entonces dA>0. Es decir, si el fluido supera la velocidad

del sonido, para que siga acelerndose, la seccin de la tobera ha de sercreciente. Es lo que se denomina la parte divergente de la tobera.

Entre la parte convergente y divergente de una tobera, existe un punto en quese cumple que dA=0 (la seccin permanecera constante) y en ese punto,denominado garganta de la tobera, la velocidad del fluido es la del sonido c=a(se entiende que para ese fluido en esas condiciones).

Las conclusiones son que para empezar la aceleracin de un fluido, la toberanecesariamente ha de ser convergente en su primera seccin, pero si se quiereque la velocidad del fluido supere la del sonido, debe tener una segunda

seccin divergente. En el punto entre ambas secciones, llamado garganta de latobera, la velocidad del fluido es la del sonido.

Suponiendo que el fluido cumple la Ley de los gases ideales () podramos obtener la velocidad en cada punto de la tobera

en funcin de la presin, segn la ecuacin:

A partir de la ecuacin anterior, podramos hallar cul debe ser la presin en lagarganta de la tobera:

Donde: p0 es la presin inicial del fluido a la entrada de la tobera y escaracterstica del fluido en cuestin. De este modo se puede determinar el valorde la presin en la garganta para cualquier fluido. Por ejemplo:

Para el aire:

Para el vapor de agua seco:

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Airehttp://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Airehttp://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_agua

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Tipos de toberas:

Toberas de Presin:

En las que el liquido esta a presin y se divide por su inherente estabilidad y suchoque con la atmsfera, o bien por su choque con otro chorro o con una placafija.

Las toberas de presin son e general relativamente sencillas, pequeas y pococostosas y consumen por lo general menos potencia que otros tipos. Puedenemplearse con todos los lquidos que contengan una viscosidad menor queunos 300 a 500 seg. Saybolt y que no contengan partculas slidas mayoresque los pasajes de la tobera.

Toberas de cono hueco:

Las toberas de presin tienen un campo de aplicacin muy vasto y seencuentran en el comercio en una gran variedad de modelos y tamaos. Lamas comn es la llamada de cono hueco y en ella se alimenta el liquido a unacmara por pasajes tangenciales o por una espiral fija, de modo que adquieranrpido movimiento de rotacin. El orificio esta colocado en el eje de la cmarade remolinos y el lquido sale en una lamina con forma de cono hueco queluego se divide en gotas. En la figura 1.1.1. se representan tres modelos deestas toberas. Dichas toberas se construyen con orificios de 0.5 mm (0.02'') a51 mm (2'') de dimetro, con gastos de derrame correspondientes de 0.038 amas de 760 l/min. Los tamaos mayores se emplean para los estanques deenfriamiento, para lavar grava y arena, airear agua, etc., y suelen trabajar apresiones relativamente bajas. Las toberas mas pequeas se emplean para elsecado por pulverizacin, los lavadores y los humidificadores de aire, losquemadores de petrleo, la absorcin de gases, etc., y suelen funcionar conpresiones algo mas altas. Como en las toberas de presin la capacidad de unatobera dad es casi proporcional a la raz cuadrada de la presin, salvo apresiones extremadamente altas a las cuales los rozamientos limitan ladescarga o derrame. Las presiones de trabajo no suelen ser superiores a 21

kg./cm.2, salvo en casos especiales, como la pulverizacin de leche, en la quese emplean presiones de 70 a 490 kg./cm2. Para un diseo dado de tobera, la

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descarga a presin constante es aproximadamente proporcional al rea delorificio, aunque en este no corra el liquido llenndolo totalmente. La descarga oderrame no varia mucho con la viscosidad del fluido, hasta que esta sea mayorde 10 veces la del agua. El ngulo comprendido en el cono de rociada sueleaumentar con la presin lentamente hasta un mximo y luego disminuye, pero

depende en gran parte de las proporciones de la tobera. Una espiral con unpaso corto, produce una rociada de cono ancho, mientras que inversamente,una espiral de paso grande da una de cono cerrado. El ngulo puede ser de 15a 135 grados, pero no siempre resulta posible la obtencin de toberascomerciales que nos den el ngulo deseado cuando la presin y el gasto dederrame son tambin fijos. Las toberas de cono cerrado tienden a la produccinde un cono macizo mas bien que uno hueco.

Boquilla de cono

Boquilla turbulencia

Toberas de cono macizo:

Esta tobera es una modificacin de la de cono hueco y se emplea cuando sedesea abarcar por completo una superficie fija. Se emplea en ciertasaplicaciones de lavado, para enfriar y airear agua, y para otros fines en queresulte ventajoso la distribucin especial mas que uniforme. En la figura 1.1.2.Puede verse la construccin y funcionamiento de una tobera tpica de cono

macizo. La tobera es en esencia una de cono hueco a la que se le ha aadidoun chorro axial que choca contra el liquido en rotacin justamente en el orificio.La divisin del lquido se debe en gran parte a este choque y a la turbulenciaresultante. El fluido parece salir del orificio en forma de gotas mientras que enla de cono hueco suele observarse por lo general una lmina cnica corta queluego se rompe en gotitas fuera del orificio. Para obtener una distribucinespacial uniforme es necesario disear la tobera de modo que exista unaproporcin adecuada entre la cantidad de lquido alimentado al chorro central,la cantidad del que se hace girar y el tamao del orificio. Normalmente, esmayor la cantidad de liquido que se puede hacer girar que la del chorro axial.Puede conectarse una tubera independiente de alimentacin para el chorro

central, de modo que puedan mezclarse ntimamente dos lquidos o un lquidoy un gas. Esto frecuentemente resulta til en ciertas aplicaciones qumicas.

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El ngulo comprendido en el cono macizo es funcin del diseo de la boquilla yes casi independiente de la presin. Varias toberas comerciales de conomacizo producen conos con ngulos comprendidos que van de 30 a 100grados. Con un diseo especial puede conseguirse una rociada de conomacizo sin chorro central con ngulo comprendido tan grande como 100

grados.

Las toberas de cono macizo no suelen encontrarse en el comercio en tamaostan pequeos como las del cono hueco, pero los tamaos corrientes tienengastos de derrame que van desde menos de 3.8 l/min. Hasta varios centenaresde litros por minuto.

Toberas de abanico:

Un tercer modelo de tobera de presin es la llamada de abanico. Por medio decortes fresados o canales en la cara posterior de la placa del orificio, y a vecesde un orificio alargado, o por medio de dos chorros inclinados, se hace que elfluido salga en lmina de forma de abanico que luego se rompe en gotitas. Enla figura 1.1.3. Pueden verse algunas toberas de tipo abanico tpico. Debido ala tensin superficial, los bordes de la lmina estn por lo general limitados porcorrientes macizas o cuernos, en particular en los tamaos mas pequeos, quepueden comprender entre una cuarta parte y la mitad de la cantidad total de

liquido pulverizado. Esas corrientes se rompen en corrientes ms gruesas quela lamina central. Los cuernos no suelen ser tan acusados en los tamaosmayores, ni para ngulos comprendidos por la rociada inferiores a unos 50grados. Las toberas de abanico son tiles cuando se desea distribuir el lquidosiguiendo una lnea determinada, como sucede cuando se lava, se limpia, serecubre o se enfra un material en un proceso continuo.

Toberas de choque:

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Otro tipo de tobera utilizada para ciertos fines especiales es el de choque. Sehace chocar a una corriente maciza de liquido a presin contra una superficiefija o contra otra corriente anloga. Mediante una orientacin y una formaadecuada de la placa o variando el tamao y la direccin de las dos corrientesde fluidos es posible obtener un cono hueco o una lamina en forma de abanico

o de disco. Con toberas de choque es posible producir gotas de tamaos masuniformes que con otros tipos de toberas de presin, si se mantiene la corrientelaminar. En estos ltimos tipos es extremadamente difcil conseguir la corrientelaminar debido a sus piezas esenciales interiores. Por el contrario, los orificiosde las toberas de choque pueden proyectarse para que produzcan flujo laminarsi se toman las precauciones apropiadas y se aplican a operaciones continuascomo el lavado de gases y a reacciones qumicas entre un liquido y un gas enlas que los tamaos mas uniformes de las gotas conducen en total a unaeconoma a pesar del mayor costo de las toberas. Las pequeas toberas dechoque como la de la figura 1.1.4. Suelen usarse en el humidificador de aire.

Toberas de niebla para extinguir incendios:

Hay en el mercado varias toberas especiales de rociada para extinguirincendios, especialmente los producidos en petrleos y sus aceites.Corrientemente son de presin diseados para producir una densa capa o

niebla de gotas de agua relativamente pequeas. Su efecto extintor se debeprimordialmente al enfriamiento de los gases quemados por su contacto con lasgotas de agua y principalmente por la evaporacin de dichas gotas. Seconsume una cantidad de agua relativamente pequea, en comparacin con lagastada por las mangueras ordinarias. Por lo que reducen la inundacin y elesparcimiento consiguiente de los lquidos en llamas. Comnmente se empleaun cabezal o distribuidor mltiple de rociadas que comprende varias toberas dealguno de los tipos corrientes. Sirve ello para producir pequeas gotas y formaradems una manta de rociado de un volumen relativamente grande. Estastoberas trabajan a presiones de 3.5 a 14 kg./cm, y descargan hasta 760 l/min.

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://img175.imageshack.us/img175/4299/parte3th3.jpg&imgrefurl=http://debates.motos.coches.net/showthread.php?t=168995&usg=__t9-8Zua8C_AHhZgXJCeL7HSx0is=&h=384&w=512&sz=61&hl=es&start=80&um=1&itbs=1&tbnid=PFzSb5fEDIF0dM:&tbnh=98&tbnw=131&prev=/images?q=imagen+de+tobera+de+choque&start=60&um=1&hl=es&sa=N&ndsp=20&tbs=isch:1

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Toberas Rotativas:

La parte fundamental de una tobera rotativa es un disco o una copageneralmente conectado directamente a un motor elctrico. El lquido que sepulveriza se alimenta bajo presin al centro del disco rotativo. Se emplean

diversos modelos de discos, con el fin de mejorar las caractersticas de larociada. A menudo se ponen aletas a la periferia del disco, o se montanindependientemente a corta distancia de ella, para facilitar la dispersin oeliminar algunas de las gotas mas grandes. La tobera rotativa esparticularmente til para pulverizar o rociar lquidos viscosos, lechadas, ylquidos que contengan partculas slidas que obstruiran otras toberas; seemplea tambin en algunos lavadores de aire, en pequeos aparatos parahumedecer aire y en los quemadores de petrleo para uso domestico. Ellquido pulverizado es lanzado en todas las direcciones en el plano del disco, yesto es a menudo un inconveniente. La velocidad del disco, depende de laaplicacin y del tamao de la tobera y vara entre unos cuantos cientos y variosmiles de r.p.m. La cantidad de lquido pulverizado se controla fcilmente entrelimites extensos. Los pequeos aparatos solo rocan unos litros por hora parahumedecer aire, en tanto que los grandes funcionan con un gasto de derramede 378 l/min. El tamao de las gotas producidas se modifica cambiando lavelocidad de rotacin y dicho gasto, siendo las grandes velocidades y los bajosgastos los que dan gotas mas pequeas. Las toberas rotativas necesitan por logeneral mas potencia para funcionar que las de presin, para una aplicacindeterminada. Esto se debe probablemente a las perdidas por rozamientos entreel disco y el liquido, y entre este y el aire. Y adems, a menudo hay que usaruna bomba para suministrar liquido al disco. Las toberas rotativas son

relativamente grandes y costosos y no suelen emplearse en los casos en quepueden aplicarse las de presin.

Toberas Atomizadoras:

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El lquido se pulveriza por su choque con una corriente de gas a granvelocidad, generalmente de aire o vapor. El lquido puede alimentarse bajopresin por la carga hidrulica debida a su densidad o por aspiracin por elefecto del inyector de la corriente de gas. El contacto entre el lquido y el gas,puede tener lugar completamente fuera de la tobera dentro de una cmara en

la cual sale el liquido pulverizado por un orificio. La forma de la nube de rociadose controla variando la forma del orificio en los tipos de mezcla interna y pormedio de chorros auxiliares de gas en el mezcla externa.

TOBERAS DE EXPANSION:La tobera es el rgano bsico que convierte la energa de presin disponibleen el vapor en energa cintica. En este prrafo desarrollaremos la teorabsica de la tobera de expansin aplicando el Primer Principio de laTermodinmica a una expansin adiabtica. Se tiene que:

Como es expansin adiabtica:

un tubo o ducto por el que circula un fluido compresible. Una vez establecido elrgimen permanente, al caudal msico G de fluido que circula por unidad detiempo a travs de una seccin cualquieraX-X'de rea Wser constante. Si C

es la velocidad media del fluido en la seccin X-X'y vsu volumen especfico,entonces la ecuacin de continuidad nos da:

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.impac-online.cl/images/equipos/atom-new.jpg&imgrefurl=http://www.impac-online.cl/index.php?main_page=product_info&cPath=63_66_104&products_id=1050&usg=__RmwyyhhYQ1QXFdv1Zb993Fjga4Y=&h=250&w=250&sz=9&hl=es&start=64&um=1&itbs=1&tbnid=0c5zGT4Xax_23M:&tbnh=111&tbnw=111&prev=/images?q=imagen+de+tobera+atomizadoras&start=60&um=1&hl=es&sa=N&ndsp=20&tbs=isch:1

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Flujo de una tobera

Tobera de vapor:

Una tobera que opera en rgimen estable, ingresa vapor a 250 psig y 700Fcuya rea de entrada es 0.2 pie2. El flujo msico del vapor a travs de la toberaes de 10 lbm/s. El vapor sale de la tobera a 200 psig con una velocidad de 900pie/s. Se estima que las prdidas de calor de la tobera por unidad de masa devapor sern de 1.2 Btu/lbm. Determine la velocidad de entrada y la temperaturade salida del vapor.

Para calcular la velocidad de entrada se debe conocer el volumen especfico enese punto y aplicar la ecuacin de continuidad:

Volumen especifico a la entrada de la tobera:

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OBJETIVOS DE LOS COMPRESORES

.

Analizar la situacin existente del mantenimiento aplicado a losCompresores de Aire BETICO

Analizar la existencia de la poltica de mantenimiento de loscompresores.

Revisar y analizar documentos e historial de vida de los referidos

compresores de aire.

Establecer principios para la elaboracin de los programas demantenimiento.

Disear e implementar un programa de mantenimiento preventivo paralos Compresores de Aire.

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COMPRESORESUn compresor es una mquina de fluido que est construida para aumentar lapresin y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como loson los gases y los vapores. Esto se realiza a travs de un intercambio deenerga entre la mquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por elcompresor es transferido a la substancia que pasa por l convirtindose enenerga de flujo, aumentando su presin y energa cintica impulsndola a fluir.al igual que las bombas, los compresores tambin desplazan fluidos, pero adiferencia de las primeras que son mquinas hidrulicas, stos son mquinastrmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio

apreciable de densidad y, generalmente, tambin de temperatura; a diferenciade los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos compresibles,pero no aumentan su presin, densidad o temperatura de manera considerable.

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Vaporhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Energ%C3%ADa_de_flujo&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ventiladorhttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Vaporhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Energ%C3%ADa_de_flujo&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ventilador

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Utilizacin:

Los compresores son ampliamente utilizados en la actualidad en campos de laingeniera y hacen posible nuestro modo de vida por razones como: Son parteimportantsima de muchos sistemas de refrigeracin y se encuentran en cadarefrigerador casero, y en infinidad de sistemas de aire acondicionado. Seencuentran en sistemas de generacin de energa elctrica, tal como lo es elCiclo Brayton.Se encuentran en el interior muchos "motores de avin", como loson los turborreactores y hacen posible su funcionamiento. Se puedencomprimir gases para la red de alimentacin de sistemas neumticos, loscuales mueven fbricas completas.

Tipos de compresores:

Los compresores alternativos:

Funcionan con el principio adiabtico mediante el cual se introduce el gas en elcilindro por las vlvulas de entrada, se retiene y comprime en el cilindro y salepor las vlvulas de descarga, en contra de la presin de descarga. Estoscompresores rara vez se emplean como unidades individuales, salvo que elproceso requiera funcionamiento intermitente. Por ejemplo, si hay que

regenerar un catalizador cada dos o tres meses o se tiene un suministro dereserva en otra fuente, esto dara tiempo para reparar o reemplazar las vlvulaso anillos de los pistones, si es necesario. Los compresores alternativos tienenpiezas en contacto, como los anillos de los pistones con las paredesde cilindro, resortes y placas o discos de vlvulas que se acoplan con susasientos y entre la empaquetadura y la biela. Todas estas partes estn sujetasa desgaste por friccin.

Los compresores alternativos pueden ser del tipo lubricado o sin lubricar. Si elproceso lo permite, es preferible tener un compresor lubricado, porque laspiezas durarn ms. Hay que tener cuidado de no lubricar en exceso, porque la

carbonizacin del aceite en las vlvulas puede ocasionar adherencias ysobrecalentamiento. Adems, los tubos de descarga saturados con aceite sonun riesgo potencia de incendio, por lo que se debe colocar corriente abajo unseparador para eliminar el aceite. Los problemas ms grandes en loscompresores con cilindros lubricados son la suciedad y la humedad, puesdestruyen la pelcula de aceite dentro del cilindro.

La mejor forma de evitar la mugre es utilizar coladores temporales en lasuccin para tener un sistema limpio al arranque. La humedad y loscondensables que llegan a la succin del compresor se pueden evitar con unseparador eficaz colocado lo ms cerca que sea posible del compresor. Si seva a comprimir un gas hmedo, habr que pensar en camisas de vapor oprecalentamiento del gas de admisin, corriente abajo del separador.

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemas_de_refrigeraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Neverahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aire_acondicionadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Generaci%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Braytonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Turborreactorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Neum%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%A1bricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistemas_de_refrigeraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Neverahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aire_acondicionadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Generaci%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Braytonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Turborreactorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Neum%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%A1brica

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En los compresores sin lubricacin, la mugre suele ser el problema ms sera,y hay otros problemas que puede ocasionar el gas en s. Por ejemplo, un gasabsolutamente seco puede ocasionar un severo desgaste de los anillos; eneste caso, hay que consultar con el fabricante, pues constantemente seobtienen nuevos datos de pruebas. En los compresores no lubricados, los

anillos del pistn y de desgaste se suelen hacer con materiales rellenos contefln, bronce, vidrio o carbn, segn sea el gas que se comprime. El pulimentodel cilindro a 12 pi (ms.) suele prolongar la duracin de los anillos. Laempaquetadura es susceptible del mismo desgaste que los anillos del pistn.

Las fugas por la empaquetadura se deben enviar a un sistema de quemador odevolverlas a la succin. Los compresores lubricados pueden necesitar tubosseparados para lubricar la empaquetadura, aunque en los cilindros de dimetropequeo quiz no se requieran. Las empaquetadoras de tefln sin lubricacinsuelen necesitar enfriamiento por agua, porque su conductividad trmica esmuy baja. Si se manejan gases a temperaturas inferiores a IOIF, el fabricante

debe calcular la cantidad de precalentamiento del gas mediante recirculacininterna. Esto significa que se necesitar un cilindro un poco ms grande paramover el mismo peso de flujo.

Los compresores alternativos deben tener, de preferencia motores de bajavelocidad, de acoplamiento directo, en especial si son de ms de 300 HP;suelen ser de velocidad constante. El control de la velocidad se logra mediantevlvulas descargadoras, y estas deben ser del tipo de abatimiento de la placade vlvula o del tipo de descargador con tapn o macho. Los descargadoresque levantan toda la vlvula de su asiento pueden crear problemas desellamiento. La descarga puede ser automtica o manual. Los pasos normalesde descarga son 0-100%, 0-50-100%, o- 25-60-75-100% y se pueden obtenerpasos intermedios con cajas de espacio muerto o botellas de despejo; pero, nose deben utilizar estas cajas si puede ocurrir polimerizacin, salvo que setomen las precauciones adecuadas.

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.compresoresjosval.com/res/imagenes/Compresores/classic/classic1.jpg&imgrefurl=http://www.compresoresjosval.com/default.asp?id=19&usg=__cxr7ap4hIFZvQPeamvAPKTPabf8=&h=300&w=225&sz=12&hl=es&start=9&um=1&itbs=1&tbnid=Xfjy854074jftM:&tbnh=116&tbnw=87&prev=/images?q=imagenes+de+compresores+alternativos&um=1&hl=es&sa=N&ndsp=20&tbs=isch:1

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Los compresores alternativos de embolo se clasifican:

Segn la fase de compresin en:

Monofsico o de simple efecto.- cuando el pistn realiza una sola fase decompresin (la accin de compresin la ejecuta una sola cara del pistn).

Bifsico, de doble efecto o reciprocante.- cuando el pistn realiza doblecompresin (la accin de compresin la realizan ambas caras del pistn).

Segn las etapas de compresin se clasifican en:

Compresores de una etapa: cuando el compresor realiza el proceso decompresin en una sola etapa.

Compresores de varias etapas: cuando el proceso de compresin se realiza enms de una etapa por ejemplo una etapa de baja presin y una etapa de altapresin.

COMPRESORES ROTATIVOS O CENTRFUGOS:

Los ventiladores son compresores centrfugos de baja presin con una rueda

de paletas de poca velocidad perifrica (de 10 a 500 mm de columna de agua;tipos especiales hasta 1000 mm). Las mquinas soplantes rotativas soncompresores centrfugos de gran velocidad tangencial (120 a 300 m/seg.) y unarelacin de presiones por escaln p2/p1 = 1,1 a 1,7. Montando en serie hasta12 13 rotores en una caja puede alcanzarse una presin final de 12kg/cm2,comprimiendo aire con refrigeracin repetida.

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Compresores de paletas deslizantes:

Este tipo de compresores consiste bsicamente de una cavidad cilindricadentro de la cual esta ubicado en forma excntrica un rotor con ranurasprofundas, unas paletas rectangulares se deslizan libremente dentro de lasranuras de forma que al girar el rotor la fuerza centrifuga empuja las paletascontra la pared del cilindro. El gas al entrar, es atrapado en los espacios queforman las paletas y la pared de la cavidad cilndrica es comprimida al disminuirel volumen de estos espacios durante la rotacin.

Compresores de pistn liquido:

El compresor rotatorio de pistn de liquido es una maquina con rotor de aletasmltiple girando en una caja que no es redonda. La caja se llena, en parte deagua y a medida que el rotor da vueltas, lleva el lquido con las paletasformando una serie de bolsas. Como el liquido, alternamente sale y vuelve alas bolsas entre las paletas (dos veces por cada revolucin). A medida que ellquido sale de la bolsa la paleta se llena de aire. Cuando el liquido vuelve a labolsa, el aire se comprime.

Compresores de lbulos (Roots):

Se conocen como compresores de doble rotor o de doble impulsor aquellosque trabajan con dos rotores acoplados, montados sobre ejes paralelos, parauna misma etapa de compresin. Una mquina de este tipo muy difundida es elcompresor de lbulos mayor conocida como "Roots", de gran ampliacin comosobre alimentador de los motores diese o sopladores de gases a presinmoderada. Los rotores, por lo general, de dos o tres lbulos estn conectadosmediante engranajes exteriores. El gas que entra al soplador queda atrapado

entre los lbulos y la carcasa; con el movimiento de los rotores de la mquina,por donde sale, no pudieron regresarse debido al estrecho juego existenteentre los lbulos que se desplazan por el lado interno.

Compresores de tornillo:

La compresin por rotores paralelos puede producirse tambin en el sentidoaxial con el uso de lbulos en espira a la manera de un tornillo sin fin.Acoplando dos rotores de este tipo, uno convexo y otro cncavo, y hacindolosgirar en sentidos opuestos se logra desplazar el gas, paralelamente a los dosejes, entre los lbulos y la carcasa.

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Las revoluciones sucesivas de los lbulos reducen progresivamente el volumende gas atrapado y por consiguiente su presin, el gas as comprimido esforzado axialmente por la rotacin de los lbulos helicoidales hasta 1descarga.

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Compresor de aire:

Un compresor succiona aire del medio ambiente a una presin absoluta de 100kPa y 27 C. La presin del aire del lado de la descarga del compresor es de400 kPa y su temperatura de 197 C. La velocidad del aire del lado de la

succin (entrada) del compresor es prcticamente despreciable, mientras quela velocidad del aire del lado de la descarga (salida) es de 90 m/s. El flujo demasa del aire que circula a travs del compresor es de 1,000 kg/min. Elcompresor opera en condiciones adiabticas. Determine la potencia delcompresor, (kJ/s).

Balance (de primera ley):

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TurbinaTurbina; es el nombre genrico que se da a la mayora de las turbo mquinasmotoras. stas son mquinas de fluido, a travs de las cuales pasa un fluido en

forma continua y este le entrega su energa a travs de un rodete con paletas olabes.

Es un motor rotativo que convierte en energa mecnica la energa de unacorriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento bsico de la turbina es larueda o rotor, que cuenta con palas, hlices, cuchillas o cubos colocadosalrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimientoproduce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Estaenerga mecnica se transfiere a travs de un eje para proporcionar elmovimiento de una mquina, un compresor, un generador elctrico o unahlice.

Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor yestator, siendo la primera la que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en elque se obtiene el movimiento de rotacin.

El trmino turbina suele aplicarse tambin, por ser el componente principal, alconjunto de varias turbinas conectadas a un generadorpara la obtencin deenerga elctrica.]

Las turbinas, por ser turbo mquinas, pueden clasificarse de acuerdo a loscriterios expuestos en aquel artculo. Pero en el lenguaje comn de las turbinas

suele hablarse de dos subgrupos principales:

Turbina de vapor de Siemens AG

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbom%C3%A1quinahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81labehttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbom%C3%A1quinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Siemens_AGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbom%C3%A1quinahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81labehttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbom%C3%A1quinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Siemens_AG

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Turbinas hidrulicas:

Rotor de una turbina Pelton, sta es una turbina hidrulica de accin deadmisin parcial.

Son aqullas cuyo fluido de trabajo no sufre un cambio de densidadconsiderable a travs de su paso por el rodete o por el estator; stas songeneralmente las turbinas de agua, que son las ms comunes, pero igual sepueden modelar como turbinas hidrulicas a los molinos de viento oaerogeneradores.

Dentro de este gnero suele hablarse de:

Turbinas de accin: Son aquellas en que el fluido no sufre ningncambio de presin a travs de su paso por el rodete. La presin que

el fluido tiene a la entrada en la turbina se reduce hasta la presinatmosfrica en la corona directriz, mantenindose constante en todoel rodete. Su principal caracterstica es que carecen de tubera deaspiracin. La principal turbina de accin es la Pelton, cuyo flujo estangencial. Se caracterizan por tener un nmero especfico derevoluciones bajo (nsFlujo diagonal; Hlice->Flujo radial) yturbinas con labes orientables (Deriaz->Flujo diagonal; Kaplan->Flujo radial). El empleo de labes orientables permite obtenerrendimientos hidrulicos mayores.

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Turbinas trmicas:

Son aqullas cuyo fluido de trabajo sufre un cambio de densidad considerablea travs de su paso por la mquina.

Estas se suelen clasificar en dos subconjuntos distintos debido a susdiferencias fundamentales de diseo:

Turbinas a vapor: su fluido de trabajo puede sufrir un cambio de fasedurante su paso por el rodete; este es el caso de las turbinas a mercurio,que fueron populares en algn momento, y el de las turbinas a vapor deagua, que son las ms comunes.

Turbinas a gas: En este tipo de turbinas no se espera un cambio de fase

del fluido durante su paso por el rodete.

Tambin al hablar de turbinas trmicas, suele hablarse de los siguientessubgrupos:

Turbinas a accin: en este tipo de turbinas el salto entlpico ocurre sloen el estator, dndose la transferencia de energa slo por accin delcambio de velocidad del fluido.

Turbinas a reaccin: el salto entlpico se realiza tanto en el rodete comoen el estator, o posiblemente, slo en rotor.

Igual de comn es clasificar las turbinas por la presin existente en ellas enrelacin a otras turbinas dispuestas en el mismo grupo:

Turbinas de alta presin: son las ms pequeas de entre todas lasetapas y son las primeras por donde entra el fluido de trabajo a laturbina.

Turbinas de baja presin: Son las ltimas de entre todas las etapas, sonlas ms largas y ya no pueden ser ms modeladas por la descripcineuclidiana de las turbo mquinas.

Turbinas elicas:

Una turbina elica es un mecanismo que transformala energa del viento en otra forma de energa tilcomo mecnica o elctrica.

La energa cintica del viento es transformada enenerga mecnica por medio de la rotacin de un

http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Leonhard_Eulerhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Leonhard_Eulerhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

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eje. Esta energa mecnica puede ser aprovechada para moler, como ocurraen los antiguos molinos de viento, o para bombear agua, como en el caso delmolino multipala. La energa mecnica puede ser transformada en elctricamediante un generador elctrico (un alternador o un dinamo). La energaelctrica generada se puede almacenar en bateras o utilizarse directamente.

TurbinaSubmarina:

Una TurbinaSubmarina es un dispositivo mecnico que convierte la energa de las

Corrientes Submarinasen energa elctrica. Consiste en aprovechar la energacintica de las Corrientes Submarinas, fijando al fondo submarino turbinasmontadas sobre torres prefabricadas para que puedan rotar en busca de lascorrientes submarinas, ya que la velocidad de las corrientes submarinas vara alo largo de un ao se han de ubicar en los lugares ms propicios en donde lavelocidad de las corrientes varan entre 3 km/h y 10 km/h para implantarCentrales turbnicas preferentemente en profundidades lo ms somerasposibles y que no daen ningn ecosistema submarino. Las turbinas tendranuna malla de proteccin que impedira la absorcin de animales acuticos

Turbina de vapor:

4,600 kg/h ingresa a una turbina que desarrolla una potencia de 1,000 kJ/s(1,000 Kw). El vapor entra a 6 MPa (60 bar) y 400 C a una velocidad de 10m/s. A la salida la presin es de 10 kPa (0.1 bar), una calidad del 90 % yvelocidad de 50 m/s. Determine la transferencia de calor hacia los alrededores,(kJ/s).

De balance (primera ley)

http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Alternadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Dinamohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Las_Corrientes_Submarinas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Las_Corrientes_Submarinas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Las_Corrientes_Submarinas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Alternadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Dinamohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Las_Corrientes_Submarinas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Las_Corrientes_Submarinas&action=edit&redlink=1

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