Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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ENTROPÍA
La cantidad de energía requerida para comprimir una unidad de masa de aire
se determina a partir de la ecuación 7-89, de la que se observa que mientras
más alta sea la presión P 2 a la salida del compresor, más grande es el trabajo
requerido para la compresión. Al reducir la presión de salida del compresor a
P 2,reducida se disminuirá la potencia de entrada requerida por el compresor en un
factor de
f reducción w comp,corriente w comp,reducida
w comp,corriente
1 1P 2,reducida >P 1 2 1n12>n 1
1P 2 >P 1 2 1n12>n 1
(7-96)
Por ejemplo, un factor de reducción de potencia (o ahorro) de f reducción 0.08,
indica que el consumo máximo del compresor se reduce en 8 por ciento como
resultado de disminuir el valor de presión.
Algunas aplicaciones requieren de aire ligeramente comprimido, en estos
casos esto puede satisfacerse con un ventilador en lugar de un compresor y de
esta manera ahorrarse energía considerablemente, ya que un ventilador necesita
una pequeña fracción de la potencia requerida por un compresor para una
tasa de flujo másico especificado.
EJEMPLO 7-23 Reducción de la presión para disminuir el costo
El aire comprimido que requiere una central localizada a 1 400 m de elevación
es suministrado por un compresor de 75 hp que toma el aire a la presión
atmosférica local de 85.6 kPa y a una temperatura media de 15 °C para comprimirlo
a una presión manométrica de 900 kPa (Fig. 7-79). La central está
pagando actualmente $12 000 anuales en costos de electricidad para operar
el compresor. Un análisis del sistema de aire comprimido y el equipo que
lo usa revela que comprimir el aire a 800 kPa es suficiente para la central.
Determine cuánto dinero se ahorrará como resultado de reducir la presión del
aire comprimido.
Solución El compresor de una instalación comprime el aire a una presión
mayor a la requerida. Se determinarán los ahorros en los costos asociados con
la reducción de presión del compresor.
Suposiciones 1 El aire es un gas ideal. 2 El proceso de compresión es isentrópico
y por lo tanto n k 1.4.
Toma de aire
85.6 kPa
800 kPa
900 kPa
FIGURA 7-79
Esquema para el ejemplo 7-23.
Motor
Compresor
de aire
Aire
comprimido