Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 7
fuga debe ser igual a la velocidad local de sonido. Entonces la tasa de flujo
másico de aire a través de una fuga con área mínima transversal A se vuelve
P
(7-90)
donde k es la relación de calores específicos (k 1.4 para el aire) y C descarga
es un coeficiente de descarga (o pérdida) que incluye las imperfecciones del
flujo en el sitio de la fuga. Su valor va de aproximadamente 0.60 para un orificio
con bordes afilados, hasta 0.97 para uno circular con bordes bien redondeados.
Los sitios de fuga de aire son imperfectos en su forma, por lo tanto
el coeficiente de descarga puede tomarse como 0.65 en la ausencia de datos
reales. También, T línea y P línea son la temperatura y presión en la línea de aire
comprimido, respectivamente.
Una vez que m . aire y w comp,entrada están disponibles, la potencia desperdiciada
por el aire comprimido (o la potencia ahorrada al reparar la fuga) es determinada
a partir de
#
Potencia ahorrada Potencia desperdiciada m aire w comp,entrada (7-91)
EJEMPLO 7-22 Ahorro de energía y de costos al reparar fugas
de aire
Los compresores de una instalación de producción mantienen las líneas de
aire comprimido a una presión (manométrica) de 700 kPa a nivel del mar,
donde la presión atmosférica es 101 kPa (Fig. 7-75). La temperatura promedio
del aire es 20 °C en la succión del compresor y de 24 °C en las
líneas de aire comprimido. La instalación opera 4 200 horas por año y el
precio promedio de electricidad es $0.078/kWh. Si se toma la eficiencia
del compresor como 0.8, la del motor como 0.92 y el coeficiente de descarga
como 0.65, determine la energía y el dinero ahorrados anualmente si
se sella una fuga equivalente a un orificio de 3 mm de diámetro en la línea
de aire comprimido.
Solución Se tiene una fuga en la línea de aire comprimido de una instalación.
Se determinarán la energía y el dinero ahorrados por año una vez sellada
la fuga.
Suposiciones 1 Existen condiciones estacionarias de operación. 2 El aire es
un gas ideal. 3 Las pérdidas de presión en las líneas de aire comprimido son
insignificantes.
Análisis Se observa que la presión absoluta es la suma de la presión manométrica
y atmosférica.
Entrada de aire
101 kPa
20 °C
Fuga de aire
D ≈ 3 mm
Motor
Compresor
de aire
700 kPa
24 °C
FIGURA 7-75
Esquema para el ejemplo 7-22.