El Rendimiento volumétrico

Según el razonamiento adquirido en la entrada Ciclo de compresion, el volumen aspirado por el

compresor viene dado por:

Va =Rv * Vb

El rendimiento volumétrico depende de la relación de compresión ('r).

La relación de compresión (T) tiene en cuenta las condiciones de funcionamiento. Se calcula de la manera siguiente:

Si tomamos el caso de la figura 3.18 de la página anterior, lar¡ correspondiente es :

...

La figura siguiente muestra que la carrera de expansión aumenta cuando el mismo compresor funciona con una presión de descarga más importante.

Un aumento de la carrera de expansión provocará una disminución del rendimiento volumétrico.

En el ejemplo el rendimiento volumétrico pasa a 0,77/0,98 =0,79 en vez de 0,81 anteriores.

Observamos que la nueva relación de compresión es :

Verificamos que aumentando la relación de compresión disminuimos el rendimiento volumétrico

En la oficina de proyectos, se admite que un compresor de pistones nuevo tiene un rendimiento volumétrico muy próximo al dado por la relación empírica siguiente.

Apliquemos esta fórmula a nuestro ejemplo:

El volumen aspirado (Va) es siempre inferior al volumen barrido. Depende del rendimiento Volumétrico.

Cuidado, este cálculo sólo se aplica a los compresores de pistón. Los compresores rotativos, scroll y de tomillo no tienen carrera de expansión pero también poseen un rendimiento volumétrico ya que existe una fuga hacia la aspiración a través de estos compresores, debido a los juegos, mecánicamente necesarios, entre las piezas en movimiento. Sin embargo, su rendimiento volumétrico es muy superior a los compresores de pistón.

 

Elercicio:

Un compresor tiene las siguientes características: número de cilindros = 4; diámetro interior = 70 mm; carrera= 74 mm; velocidad de rotación = 1425 rev/min.

Calcule el volumen barrido

• Datos:
• interior 70 mm ⇒ 0,07 m
• carrera = 74 mm ⇒ 0,074 m
• rotación = 1425 r/m
• Nº cilindros = 4

Fórmula :

Vb= (Área del cilindro) * Carrera del cilindro * revoluciones del motor / número de cilindros

Resultado

Vb = ((3,14 * 0,07 2) * 0,074 *1425 * 4 * 60)/ 4 ⇒ 97,34 m3/h

Un compresor, cuyo volumen barrido es de 98,6 m3 /h, funciona en un circuito frigorífico con R 134a. La temperatura de evaporación es de -10 oC. La temperatura de condensación es de 35 oC. Calcule el volumen aspirado.

• Va = ?
• Va = Vb * nv
• Vb= 98,6 m3/h
• Temp Evap = -10ºC ⇒ 2,007 Bares
• Temp Cond = 35ºC ⇒ 8,868 Bares

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Cálculo del rendimiento volumétrico

• nv (rendimiento volumétrico)
• nv = 1-(0,05 * t)
• t=Pr/Pa
• Pr = 8,868
• Pa = 2,007 Bares
• t=8,86 /2,007 ⇒4,41
• nv=1-(0,05 * 4,41) ⇒0,78

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Cálculo del volumen aspirado

• Volumen aspirado (Va) = Volumen de barrida (Vb) * (Rendimiento Volumétrico)
• Va =98,6 * 0,78 ⇒76,91
• Volumen aspirado =76,91 m3/h

El volumen aspirado de un compresor es de 76,8 m3 /h. Este compresor aspira vapores saturados de R 134a a -10 oC.

Calcule el caudal másico.

Calcule la potencia frigorífica si el líquido llega a 30 oC a la entrada de la válvula de expansión.

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Calculo caudal másico:

• Caudal Másico (Qm) = Volumen aspirado(Va) /Volumen específico (V´´)
• Qm = Va / V´´
• V´´ = 0,0989 m3/Kg (Ver en la tabla)
• Qm = 76,8 / 0,0989 = 776 kg/h

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Potencia frigorífica = ?

• Pf=Qm * Pfe
• Pf =Qm * (Diferencia de entalpías)
• Pf = (776/3600) x (391,34 - 241,44) ⇒ 32,31 Kw

 

 

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