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- 3. Cálculo de Potencia Desarrollando la ecuación 𝑘2 − 𝑘1 = 𝑃2 − 𝑃1 𝜌 + 𝑢2 2 − 𝑢1 2 2 + 𝑔 𝑧2 − 𝑧1 entonces 𝑊1 = 𝑚 𝑃2 − 𝑃1 𝜌 + 𝑢2 2 − 𝑢1 2 2 + 𝑔 𝑧2 − 𝑧1
- 4. Se necesita elevar la velocidad de un flujo de 180 mg/s de gasolina de 0.5 m/s a 40 m/s. Calcula la potencia que requiere la bomba para lograrlo. 𝑊1 = 𝑚 𝑢2 2 − 𝑢1 2 2 = 180 𝑚𝑔 𝑠 × 1 𝐾𝑔 1𝐸6 𝑚𝑔 40 𝑚 𝑠 2 − 0.5 𝑚 𝑠 2 2 𝑊1 = 0.1439775 𝑊 Cálculo de potencia - Ejercicio
- 5. Cálculo de potencia - Ejercicio Calcula la potencia que requiere una bomba de gasolina para elevar la presión 65 psig de un flujo de gasolina de 100 g/s. La densidad de la gasolina es de 0.74 Kg/L 𝑊 = 𝑚 ∆𝑃 𝜌 = 100 𝑔 𝑠 × 1𝐾𝑔 1000𝑔 65 𝑝𝑠𝑖𝑔 × 101325 𝑃𝑎 14.7 𝑝𝑠𝑖 0.74 𝐾𝑔 𝐿 × 1000 𝐿 1 𝑚3 = 60.5453668 𝑊
- 6. Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio • Calcula la potencia que requiere una bomba de gasolina para poder alimentar a un motor de 4 cilindros, 2.0 L a una velocidad de 4000 rpm. La temperatura es de 25°C y la presión atmosférica es de 11 psia. Considera la densidad de la gasolina de 740 Kg/m3. La presión que debe tener a la salida la bomba de combustible debe ser de 56 psia. 𝑚𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 𝐷𝑒𝑠𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 × 𝑟𝑝𝑚 60 × 1 2 × 𝜌𝑎𝑖𝑟𝑒 × 1 𝐴𝐹𝑅 𝐴𝐹𝑅𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 15 10 171
- 7. Calculando densidad del aire 𝜌 = 𝑃 𝑅𝐸𝑇 = 11 𝑝𝑠𝑖 × 101.325 𝐾𝑃𝑎 14.7 𝑝𝑠𝑖 8.314 𝐾𝑃𝑎 ∙ 𝑚3 𝐾𝑚𝑜𝑙 ∙ 𝐾 28.84 𝐾𝑔 𝑘𝑚𝑜𝑙 × 25°𝐶 + 273.15 𝐾 = 0.8821498915 𝐾𝑔 𝑚3 Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio
- 8. Sustituyendo 𝑚𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 2.0𝐿 × 1 𝑚3 1000 𝐿 × 4000 𝑟𝑝𝑚 60 × 1 2 × 0.8821498915 𝐾𝑔 𝑚3 × 1 15 10 171 𝑚𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 3.905440296𝐸 − 3 𝐾𝑔 𝑠 Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio
- 9. Calculando potencia 𝑊1 = 𝑚 𝑃2 − 𝑃1 𝜌 𝑊1 = 3.905440296𝐸 − 3 𝐾𝑔 𝑠 56 − 11 𝑝𝑠𝑖 × 101325 𝑃𝑎 14.7 𝑝𝑠𝑖 740 𝐾𝑔 𝑚3 𝑊1 = 1.637005259 𝑊 Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio
- 10. • Calcula la potencia que requiere una bomba de gasolina para alimentar a un motor 8 cilindros, 4.6L a 5000 rpm cuando la presión es de 11 psia y la temperatura es de 25°C. La bomba debe elevar la presión a 56 psia. Considera la densidad de la gasolina de 740 Kg/m3 𝑊1 = 𝑚 𝑃2 − 𝑃1 𝜌 𝑚𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 𝐷𝑒𝑠𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 × 𝑟𝑝𝑠 × 1 2 × 𝜌𝑎𝑖𝑟𝑒 × 1 𝐴𝐹𝑅 Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio
- 11. Calculamos la densidad del aire 𝜌 = 11 𝑝𝑠𝑖 × 101.325 𝐾𝑃𝑎 14.7 𝑝𝑠𝑖 8.314 𝐾𝑃𝑎 ∙ 𝑚3 𝐾𝑚𝑜𝑙 ∙ 𝐾 28.84 𝐾𝑔 𝐾𝑚𝑜𝑙 × 25°𝐶 + 273.15 𝐾 = 0.8821498915 𝐾𝑔 𝑚3 Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio
- 12. Calculamos el flujo másico de gasolina 𝑚𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 4.6𝐿 × 1 𝑚3 1000 𝐿 × 5000 𝑟𝑝𝑚 60 × 1 2 × 0.8821498915 𝐾𝑔 𝑚3 × 1 15 10 171 𝑚𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 0.01122814085 𝐾𝑔 𝑠 Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio
- 13. Calculamos la potencia 𝑊1 = 0.01122814085 𝐾𝑔 𝑠 56 − 11 𝑝𝑠𝑖 × 101325 𝑃𝑎 14.7 𝑝𝑠𝑖 740 𝐾𝑔 𝑚3 𝑊1 = 4.70639012 𝑊 Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio
- 14. • Calcular la potencia que requiere una bomba de gasolina de alta presión para alimentar a un motor V6 2.7 L a 5000 rpm cuando aspira aire a 18 psia y 55°C y la bomba de gasolina eleva la presión de 11 psia a 120 bar. Considera la densidad de la gasolina de 740 Kg/m3 y el AFR de 14.7. 𝑚𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 𝑑𝑒𝑠𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 × 𝑟𝑝𝑠 × 1 2 × 𝜌𝑎𝑖𝑟𝑒 × 1 𝐴𝐹𝑅 𝑚𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 2.7𝐿 × 1 𝑚3 1000 𝐿 × 5000 𝑟𝑝𝑚 60 × 1 2 × 18 𝑝𝑠𝑖𝑎 × 101.325 𝐾𝑃𝑎 14.7 0.28828 𝐾𝑃𝑎 ∙ 𝑚3 𝐾𝑔 ∙ 𝐾 55 + 273.15 𝐾 × 1 14.7 = 0.01003736686 Kg s Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio
- 15. 𝑊 = 𝑚 𝑃2 − 𝑃1 𝜌 𝑊 = 0.01003736686 Kg s 120𝑏𝑎𝑟 × 100,000𝑃𝑎 1 𝑏𝑎𝑟 − 11𝑝𝑠𝑖 × 101,325 𝑃𝑎 14.7𝑝𝑠𝑖 740 𝐾𝑔 𝑚3 = 161.7396687 𝑊 Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio
- 16. • Calcula la potencia total de una bomba de combustible que alimenta a un motor V6 3.9L a 4500 rpm que succiona aire a 14.7 psi y una temperatura de 22°C y la presión se eleva a 56 psia. Considera la densidad de la gasolina de 740 Kg/m3 y considera el AFR de 14.7. 𝑚𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 𝑉𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 × 𝑟𝑝𝑠 × 1 2 × 𝜌𝑎𝑖𝑟𝑒 × 1 𝐴𝐹𝑅 𝑚𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 3.9𝐿 × 1𝑚3 1000𝐿 × 4500𝑟𝑝𝑚 60 × 1 2 × 14.7𝑝𝑠𝑖 × 101.325𝐾𝑃𝑎 14.7𝑝𝑠𝑖 0.28828 𝐾𝑃𝑎 ∙ 𝑚3 𝐾𝑔 ∙ 𝐾 × 22 + 273.15 𝐾 × 1 14.7 = 0.0118477969 𝐾𝑔 𝑠 Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio
- 17. 𝑊 = 𝑚 𝑃2 − 𝑃1 𝜌 𝑊 = 0.0118477969 𝐾𝑔 𝑠 56𝑝𝑠𝑖 − 14.7𝑝𝑠𝑖 × 101,325𝑃𝑎 14.7𝑝𝑠𝑖 740 𝐾𝑔 𝑚3 = 4.557799436𝑊 Cálculo de potencia de bomba - Ejercicio