Foros de SóloIngeniería

- 23 May 2011, 15:41 #269845

He estado dándole vueltas a este asunto. Pretendo cuantificar el ahorro por variar la presión de consigna en un compresor de tornillo con variador de frecuencia.
Tengo datos de la potencia nominal máxima a 9 bar y el caudal volumétrico. También medí el consumo eléctrico del compresor. Con esos datos (flujo másico aire y entalpías) puedo calcular si la potencia nominal cuadra. Sigo un proceso isoentrópico. Como hago el cálculo por la ec. de diferencia de entalpías y con esta otra que adjunto, consigo el rendimiento isentrópico.

Necesito tener datos de la potencia nominal pues tengo la consumida (resto lo del ventilador, coseno de phi de ambos, potencia en el eje, etc. y me sale la potencia nominal a 8,1 bar). De esta forma tengo dos flujos másicos distintos a dos presiones diferentes, y lo que intento es buscar una relación entre ellos, de tal forma que el cociente de flujos másicos es igual al cociente de presiones elevado a x. Busco esa incógnita y sopongo que la variación con respecto a otro flujo másico y otra presión se va a mantener. Así, llendo a 7,5 bar, consigo ese flujo másico y esa potencia, por lo que al final restando una de otra, consigo una diferencia que multiplicadas por el nº de horas, me hacen la energía de ahorro.

Sé que el procedimiento puede parecer extraño. Ya de entrada, lo ideal es tener un registro de toda una semana con picos de potencia, caudal y presión pero no los tengo. Los variadores de frecuencia mantienen la presión en torno a 0,1 bar arriba-abajo.

Está claro que habrá ahorro. El problema es, ¿a alguien con solo tener los datos que poseo se le ocurre otra forma?

Considero que la relación de flujos másicos con las presiones es una curva entre dos puntos (no es una relación lineal). El problema es que ese exponente, esa x, varíe y yo la tome como constante para hallar ese flujo másico y con él, la potencia.

¿Alguna idea?

Normalmente por semejanza se sabe que el cociente de potencias es igual al cociente de caudales (o flujos másicos) elevado al cubo. Comprobé que esto no salía. Así era imposible. Se alejaba mucho. Parto de que se me aproxima bastante a la potencia nominal máxima cuando la calculo con las entalpías y el flujo másico.

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Al principio te dijeron: F = m · a; luego llegaste a F = dp /dt. ¿Y qué es ésa F? Algo que se modifica con el tiempo.
"Fui pobre, mi nombre no importa, pero llegué a ser el príncipe de las matemáticas". Gauss.

- 25 May 2011, 08:27 #270082

Creo entender que lo que intentas hallar es una curva de potencia caudal a diferentes presiones.

En este caso tienes que tener en cuenta que aparte de la potencia de compresión, hay otros gastos que compensar, como el rendimiento efectivo del motor eléctrico, el rozamiento internos de los rotores, la expansión del aire que fuga, el calentamiento, etc.. Estas pérdidas mecánicas no las podrás calcular, y por ello lo mejor sería realizar dicha curva a partir de medidas directas.

La potencia total la tienes midiendo el consumo eléctrico del compresor con un watímetro o un amperímetro y voltímetro, estimando el cos fi.
Si mides el caudal tras el calderín, con el aire frío, ya tendrías la curva.

Pero para medir el caudal necesitas un contador, o un disco calibrado y un manómetro diferencial...

Saludos

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Una crisis es lo que usa la Naturaleza para evolucionar

- 25 May 2011, 12:57 #270122

Creo entender que lo que intentas hallar es una curva de potencia caudal a diferentes presiones.

En este caso tienes que tener en cuenta que aparte de la potencia de compresión, hay otros gastos que compensar, como el rendimiento efectivo del motor eléctrico, el rozamiento internos de los rotores, la expansión del aire que fuga, el calentamiento, etc.. Estas pérdidas mecánicas no las podrás calcular, y por ello lo mejor sería realizar dicha curva a partir de medidas directas.

La potencia total la tienes midiendo el consumo eléctrico del compresor con un watímetro o un amperímetro y voltímetro, estimando el cos fi.
Si mides el caudal tras el calderín, con el aire frío, ya tendrías la curva.

Pero para medir el caudal necesitas un contador, o un disco calibrado y un manómetro diferencial...

Saludos

Lo sé, gracias. En anteriores trabajos analicé una gráfica y los datos de una semana tomada por un analizador de caudal, presión y potencia conectado.
Pero no había presupuesto para eso.

He tomado medidas eléctricas con un medidor que toma todas las variables cada cierto tiempo (mínimo 2 minutos) y los lleva a una hoja Excel. La potencia consumida era de 68,08 kW a 8,1 bar, mientras que la nominal era 110 kW a 9 bar. A priori, me parece excesiva la caída, pero eso es la medida que da. En el lugar de la medida, las máquinas funcionan más o menos todo el tiempo, luego ahí andará esa potencia en el tiempo medido, del que extraje la media.

Tengo los datos nominales (presión, y potencia -> obtengo caudal) y a partir de la potencia consumida, reconstruyo la nominal haciendo una estimación. Calculo por la ecuación de diferencia de entalpías y con la que he puesto y cuadra todo.

Lo que yo necesito es conocer la potencia si reduzco la presión a 7,5 bar para obtener el ahorro energético y económico. Tengo una gráfica donde se obtiene el ahorro porcentual de reducir una presión a otra. El problema es que no sé ni de donde ha salido.

Al final, he realizado el cálculo tomando la media de cómo da por la gráfica y como da por la forma analítica, que es estimada. Simplemente buscaba algo así como una relación en una ecuación para estimar lo que estoy diciendo, porque me imagino que esa gráfica de ahorro tiene que basarse en alguna ecuación.

Saludos y gracias.

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Al principio te dijeron: F = m · a; luego llegaste a F = dp /dt. ¿Y qué es ésa F? Algo que se modifica con el tiempo.
"Fui pobre, mi nombre no importa, pero llegué a ser el príncipe de las matemáticas". Gauss.

- 25 Jun 2011, 18:54 #273794

No entiendo muy bien el proposito.

Hasta donde yo se la presion de trabajo no depende del compresor, sino de la presion-temperstura de condensacion en caso de tratarse de un compresor frigorifico o de la presion en el calderin en caso de tratarse de uno de aire.

Saludos

Pacho

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- 26 Jun 2011, 20:58 #273854

No entiendo muy bien el proposito.

Hasta donde yo se la presion de trabajo no depende del compresor, sino de la presion-temperstura de condensacion en caso de tratarse de un compresor frigorifico o de la presion en el calderin en caso de tratarse de uno de aire.

Saludos

Pacho

Pues no. Un compresor de aire (que era de lo que se estaba hablando) tiene mayor gasto según la presión de consigna a la que se le fije. Es decir, un compresor puede trabajar en un rango de presiones, por ejemplo, de 7 a 13 bar, que es el margen de trabajo. Indudablemente consume menos a 7 bar que a 13. Otra cosa es que, dependiendo de cómo esté regulado el compresor (que va desde el todo-nada hasta el variador de velocidad), el ajuste de caudal de demanda instantáneo haga que el gasto al final también será menor.

Aquí el tema es el siguiente: aunque se tenga un variador de velocidad en un compresor, se fija una presión en el compresor, y el gasto es proporcional a esa presión en una razón desconocida. Tengo una gráfica del CADEM que relaciona la bajada de presión con el porcentaje de ahorro en eléctricidad. El tema venía en saber si existe alguna forma de calcularlo analíticamente más o menos porque toda gráfica estará basada en ecuaciones o datos analíticos. Ahí quería yo llegar a ver si esa gráfica se correspondía con cálculo o era una mera estimación.

Many thankious si alguien sabe algo más.

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Al principio te dijeron: F = m · a; luego llegaste a F = dp /dt. ¿Y qué es ésa F? Algo que se modifica con el tiempo.
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