Analisis Termodinamico Del Compresor

ANALISIS TERMODINAMICO DEL COMPRESOR

Para el proceso de compresión del aire, se rige a las leyes de Boyle, Mariotte y GayLussac, tanto en su compresión y expansión de los gases, gases, para ello se parte de la ecuación de los gases ideales. Pv=Rt P: presión absoluta R: constante de proporcionalidad V: volumen específico T: temperatura absoluta De la ley de Boyle y Mariotte a temperatura constante (isotérmica), la presión absoluta de un gas ideal, es inversamente proporcional al volumen.

Ley de Charles-Gay Lussac. A presión constante (isobárica), el volumen de un gas ideal, es directamente proporcional a la temperatura.

De igual manera a volumen constante (isocórica), las presiones son directamente proporcionales a las variaciones de las temperaturas absolutas. Para propósitos prácticos muchos gases como el aire, pueden tratarse como gases ideales con un margen de error insignificante (menor a 1 por ciento). Politrópica: Esto supone que calor puede entrar o salir del sistema, y que el trabajo en el eje que entra al sistema puede aumentar la presión (trabajo generalmente útil) y la temperatura por encima del adiabático (generalmente pérdidas debido a la eficiencia de ciclo). La eficiencia del proceso es la razón de aumento de temperatura en un teórico 100% (adiabático) frente a real (politrópico).

Modificación del peso específico Si en un gas de peso P que ocupa un volumen V1 a una presión p 1 manteniendo constante la temperatura, hacemos variar su presióna p 2 su volumen adquiere el valor V 2 por lo que el peso específico respectivo asume el valor:

Calor específico del gas Se debe recordar que el calor específico del gas varía con la temperatura y con la presión a que está sometido. -Calor específico a volumen constante c v

-Calor específico a presión constante c p

Diagrama Cp-T

Trabajo realizado -Trabajo de compresión. -Trabajo de aspiración. -Trabajo de impulsión.

Primera ley de la termodinámica aplicada al compresor

Generalmente entra vapor saturado y sale vapor sobrecalentado.

Eficiencia Isentropica De Compresores

La eficiencia isotrópica de un compresor se define como la relación entre el trabajo de entrada requerido para elevar la presión de un gas a un valor especificado de una manera isentrópica y el trabajo de entrada real:

Cuando son insignificantes los cambios de energía potencial y cinética del gas mientras éste es comprimido, el trabajo de entrada para un compresor adiabático, el trabajo de entrada para un compresor adiabático es igual al cambio de entalpía, por lo que para este caso la ecuación de rendimiento adquiere la forma

Donde h2isen y h2real son los valores de la entalpía en el estado de salida para los procesos de compresión isentrópico y real, respectivamente, como se ilustra en la figura. El calor de la eficiencia isentrópica depende en gran medida del diseño del compresor. Los compresores mejor diseñados tienen eficiencias isentrópicas de 80 a 90%.

Diagrama de h-s