La calculadora de temperatura de salida del compresor frente a la relación de presión determina la temperatura final de un gas después de la compresión, basándose en su temperatura de entrada y relación de presión. Utiliza principios termodinámicos para calcular las variaciones de temperatura debidas a los cambios de presión, lo que ayuda a ingenieros y diseñadores de sistemas a optimizar el rendimiento del compresor. Esta calculadora es esencial para prevenir el sobrecalentamiento y mejorar... eficienciay garantizar la confiabilidad de los compresores en diversas industrias, como HVAC, procesamiento de gas y fabricación.
Fórmula
El cálculo de la temperatura de salida utiliza la siguiente fórmula:
Lugar:
T₂ = temperatura de salida (final) (Kelvin).
T₁ = temperatura de entrada (inicial) (Kelvin).
P₂ = presión de salida (descarga) (absoluta).
P₁ = presión de entrada (inicial) (absoluta).
γ = índice adiabático (relación de calores específicos, Cₚ/Cᵥ, aproximadamente 1.4 para el aire).
Relación con la relación de presión
La relación de presiones (PR) se define como: PR = P₂ / P₁. Sustituyendo PR en la fórmula: T₂ = T₁ × (PR)^((γ - 1) / γ).
Pasos para calcular
- Determinar la temperatura de entrada (T₁): Convierta la temperatura de entrada a Kelvin usando: T₁ (K) = T₁ (°C) + 273.15.
- Calcular o determinar la relación de presiones (PR): Pr = P₂ / P₁.
- Utilice el índice adiabático (γ): Para el aire, γ ≈ 1.4. Para otros gases, utilice su calor especifico proporción.
- Sustituir valores en la fórmula: Calcule la temperatura final (T₂) en Kelvin utilizando la fórmula: T₂ = T₁ × (PR)^((γ - 1) / γ).
- Conversión opcional a Celsius: Convierta T₂ de Kelvin a Celsius usando: T₂ (°C) = T₂ (K) - 273.15.
Tabla de escenarios comunes
A continuación se muestra una tabla precalculada para relaciones de presión típicas, asumiendo T₁ = 300 K (27 °C):
| Relación de presión (PR) | Temperatura de salida (T₂, K) | Temperatura de salida (T₂, °C) |
|---|---|---|
| 2 | 366.1 | 93.0 |
| 3 | 419.6 | 146.5 |
| 4 | 463.4 | 190.3 |
| 5 | 500.6 | 227.4 |
Esta tabla proporciona una referencia rápida para ingenieros y técnicos que trabajan con compresores de aire en condiciones estándar.
Ejemplo
Guión
El aire se comprime desde una temperatura inicial de 25 °C a una presión de entrada de 1 bar hasta una presión de descarga de 4 bar. Calcule la temperatura de salida del aire.
Cálculo paso a paso
- Convertir temperatura de entrada (T₁) a Kelvin:
T₁ = 25 + 273.15 = 298.15 K. - Calcular la relación de presiones (PR):
PR = P₂ / P₁ = 4 / 1 = 4. - Aplicar la fórmula:
T₂ = T₁ × (PR)^((γ - 1) / γ)
T₂ = 298.15 × (4)^((1.4 - 1) / 1.4)
T₂ = 298.15 × (4)^0.2857
T₂ ≈ 298.15 × 1.414
T₂ ≈ 421.85 K. - Convertir a Celsius:
T₂ (°C) = T₂ (K) - 273.15
Temperatura (°C) ≈ 421.85 - 273.15 ≈ 148.7 °C.
Así, la temperatura de salida del aire es de aproximadamente 148.7°C.
Preguntas frecuentes más comunes
Esta calculadora determina la temperatura final de un gas después de la compresión, en función de su temperatura inicial y la relación de presión. Ayuda a diseñar sistemas de compresión eficientes y seguros.
Sí, se puede utilizar para otros gases. Sin embargo, es necesario sustituir el índice adiabático específico (γ) del gas en lugar de 1.4 (que es específico del aire).
La temperatura aumenta durante la compresión porque Trabaja realizado sobre el gas aumenta su energía interna, de acuerdo con las leyes de la termodinámica.