Guía de ejercicios - Facultad de Ingeniería - UBA

Guía de ejercicios
Rev 3 Página 34
10. Compresor centrífugo para una mezcla de gases.
76.49 Operaciones de Transferencia de
cantidad de movimiento y energía
Facultad de Ingeniería
UBA
En una planta de reforming catalítico se utiliza un compresor centrífugo para recircular 20.000 kg/h
de un gas de proceso formado por una mezcla de hidrógeno e hidrocarburos livianos con una
relación de calores específicos k = 1,35 y un peso molecular promedio de 10 kg/kmol. El gas se
recibe a 3 MPa(a) y 35 ºC y se lo comprime hasta 3,6 MPa(a). Para una eficiencia politrópica
estimada en un 70% se pide calcular:
a) El coeficiente politrópico de la evolución.
b) La temperatura de descarga.
c) La potencia en el eje para un rendimiento mecánico del 90%.
11. Compresor centrífugo para aire.
Un compresor centrífugo debe aspirar 8.000 m 3 /h de aire a 20 ºC y a una presión ambiente de 740
mmHg(a) para inyectarlos en un conducto a una presión de 50 kPa(g).
Se pide:
a) Calcular el coeficiente politrópico de la evolución y la temperatura de descarga si la eficiencia
politrópica es del 73%.
b) Estimar la potencia en eje si el rendimiento mecánico es del 92%.
c) Determinar el diámetro de la garganta de una tobera convergente ideal que instalada en la
salida del compresor y descargando a la atmósfera mantenga la presión de 50 kPa(g) en la salida
del compresor cuando éste aspire los 8.000 m 3 /h especificados.
12. Compresor centrífugo para metano.
Un compresor aspira 12.000 Nm 3 /h de metano (medidos a 760 mmHg(a) y 15 ºC) desde un
recipiente a 500 kPa(g) y 25 ºC y los inyecta a través de 60 m de cañería de acero comercial de 3"
Sch 40 en un segundo recipiente que se mantiene a 1 MPa(g). A la salida del compresor y
antes de la cañería el gas se enfría en un intercambiador hasta 40 ºC y pierde 0,5 kg/cm 2 (g).
Se pide calcular:
a) La caída de presión en la cañería
b) La potencia requerida en el eje del compresor si se utiliza un compresor centrífugo con una
eficiencia politrópica del 72% y un rendimiento mecánico del 95%.
c) La potencia requerida en el eje del compresor si se utiliza un compresor alternativo con una
eficiencia isentrópica del 85% y un rendimiento mecánico del 90%.
d) El calor a eliminar en el intercambiador en ambos casos. Analizar si la diferencia entre ambos
calores se corresponde con la diferencia entre las potencias recibidas por el gas en cada
compresor.
e) La potencia requerida en el eje del compresor si se utiliza un compresor centrífugo con una
eficiencia politrópica del 72% y un rendimiento mecánico del 95%.