Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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ENTROPÍA
por ciento a carga completa a 87 por ciento a carga media y a 80 por ciento
a una cuarta parte (Fig. 7-77). Por otro lado, la eficiencia de otro motor con
características técnicas similares puede caer de 91 por ciento a carga completa
a 75 por ciento a una cuarta parte. Obviamente, el primer motor es más adecuado
para una situación en la cual se espera que un compresor opere a una
cuarta parte de carga durante un periodo significativo de tiempo. La eficiencia
en condiciones de carga parcial puede ser mejorada en gran medida instalando
controladores de voltaje variables, si acaso resulta económico. Por otra
parte, sobreespecificar un motor solamente para tener un rango de seguridad
y alguna potencia excedente es una mala práctica, ya que esto causará que el
motor opere casi siempre a carga parcial y por lo tanto a menor eficiencia.
Además, los motores sobreespecificados tienen un costo inicial superior, pero
desperdician poca energía cuando operan a cargas mayores de 50 por ciento.
FIGURA 7-77
La eficiencia de un motor eléctrico
decrece con carga parcial.
100
90
80
70
60
h motor, % 50
40
30
20
10
Eficiencia
del motor
0 20 40 60 80 100
Carga, %
Uso de un motor más pequeño a alta capacidad
Tendemos a comprar equipo más grande del que necesitamos porque deseamos
tener un margen futuro de seguridad o expansión anticipado, y los compresores
no escapan a esta tendencia. Las incertidumbres en la operación de una
central son en parte responsables de que se opte por un compresor más grande,
ya que se prefiere tener un compresor sobreespecificado que uno insuficiente.
A veces se adquieren compresores que tienen varias veces la capacidad requerida
porque se tiene la percepción de que la capacidad extra puede necesitarse
algún día. El resultado es un compresor que trabaja intermitentemente a carga
completa, u otro que lo hace continuamente a carga parcial.
Un compresor que opera a carga parcial causa que el motor también opere
menos eficazmente debido a que la eficiencia de un motor eléctrico disminuye
al variar el punto de operación por abajo de su potencia nominal, como se
explicó anteriormente. El resultado es un motor que consume más electricidad
por unidad de potencia entregada, y por lo tanto un funcionamiento más caro.
Los costos de operación pueden reducirse si se cambia a un motor menor que
trabaje a su potencia nominal y por ende a la más alta eficiencia.
3 Uso de aire externo para la succión del compresor
Se señaló anteriormente que la potencia consumida por un compresor es proporcional
al volumen específico, el cual es a su vez proporcional a la temperatura
absoluta del gas a una presión dada. También se mostró a partir de la ecuación
7-89 que el trabajo del compresor es directamente proporcional a la temperatura
de entrada del aire; en consecuencia, a temperatura más baja en la entrada de