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TALLER N° 6 SERVICIOS AUXILIARES MINEROS “TALER 6: EJERCICIO PARA RESOLVER”

Alumnos

 Carrion Onque Daniel Alcides

Grupo

A

Semestre

V

Fecha de entrega

21

Nota:

Docente: Ing. Roberto Delgado Alemán 09

2018

Hora

09:30 p.m.

PROGRAMA DE FORMACION REGULAR OPERACIONES MINERAS

SERVICIOS AUXILIARES MINEROS AIRE COMPRIMIDO Y COMPRESORES: EJERCICIO APLICATIVO

Tema

1.

Página 2 / 5 Taller

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO A continuación, se desarrollan los puntos que se mencionan en el desarrollo del taller según rúbrica.

1.1

REALICE EL EJERCICIO QUE SE PRESENTA A CONTINUACIÓN, TOMANDO EN CONSIDERACIÓN LAS FÓRMULAS ADJUNTAS EN EL ARCHIVO. En una mina subterránea ubicada a 4600, se tiene una temperatura promedio de 10°C, utiliza a su operación 9 perforadoras stoper de 150 cfm cada una y 8 jackleg de 170 cfm cada uno. A) Determine la capacidad instalada del compresor B) Calcule el agua a purgar (galones americanos al día) del compresor si dichos compresores trabajan 19 hrs al día DESARROLLO DEL PROBLEMA: Datos: h = 4600 T = 10 °C Perdoradoras stoper = 9, Capacidad = 150 cfm Perdoradoras jackleg = 8, Capacidad = 170 cfm 1) Cálculo de la presión P 1.1671991−

𝑃 = 10

ℎ 122.4(𝑇+460)

Donde: P: Presión atmosférica o barométrica (lb/pulg2) h: Altura (pies) T: Temperatura (°F) Presión atmosférica a nivel del mar: 1 atm = 14.7 lb/pulg2 = 105 Pa = 1.01325 bares = 760 mmHg Convertimos la altura a pies 1 𝑝𝑖𝑒 4600 𝑚 ( ) = 𝟏𝟓 𝟎𝟗𝟏. 𝟖𝟔 𝒑𝒊𝒆𝒔 0.3048 𝑚 Convertimos la temperatura de grados Celcius a Fahrenheit: 𝐶 𝐹 − 32 = 5 9 𝐹 = 𝟓𝟎 °𝑭

𝑃=

15 091.86 𝑝𝑖𝑒𝑠 1.1671991− 122.4(50+460) 10

𝑷 = 𝟖. 𝟒𝟐 𝒍𝒃⁄ 𝟐 𝒇𝒕

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AIRE COMPRIMIDO Y COMPRESORES: EJERCICIO APLICATIVO

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2) Cálculo de la demanda de aire comprimido La demanda de aire es afectada por los siguientes factores:

𝐹ℎ =

𝑃𝑜 (𝑃 + 𝑃ℎ ) 𝑃ℎ (𝑃 + 𝑃𝑜 )

Donde: Po: Presión atmosférica al nivel del mar (lb/pulg2) P: Presión de trabajo o presión entregado (lb/pulg2) Ph: Presión atmosférica en la mina (lb/pulg2) Para obtener el valor de la presión atmosférica a nivel del mar debemos de sacar el dato de una tabla:

Como se puede ver, no hay un valor de presión atmosférica para los 4600 (15091.86 pies), por lo que tendremos que extrapolar este valor. Usaremos el método polinómico (aproximación polinómica), ya que este método nos proporciona un valor más exacto que el teorema de thales. Altura sobre el nivel del mar (pies) Presión atmosférica (lb/pulg2)

14 000

14 500

15 000

8.62

8.45

8.28

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AIRE COMPRIMIDO Y COMPRESORES: EJERCICIO APLICATIVO

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El método consiste en construir un sistema de ecuaciones lineales, un polinomio y calcular valores para a0, a1 y a2 𝑝(𝑥) = 𝑎0 𝑥 0 + 𝑎1 𝑥 + 𝑎2 𝑥 2 En función de la altura 𝑝(ℎ) = 𝑎0 2 ℎ0 + 𝑎1 ℎ + 𝑎2 ℎ2 8.62 = 𝑎0 + 14000𝑎1 + 140002 𝑎2 8.45 = 𝑎0 + 14500𝑎1 + 145002 𝑎2 8.28 = 𝑎0 + 15000𝑎1 + 150002 𝑎2 Resolviendo el sistema: 𝑎0 = 13.38 𝑎1 = −3.4 ∗ 10−4 𝑎2 = 0 Entonces 𝑝(ℎ) = 13.38 + (−3.4 ∗ 10−4 )ℎ + 0ℎ2 𝑝(15 091.86) = 13.38 + (−3.4 ∗ 10−4 )15 091.86 + 0(15 091.86)2

𝒑(𝟏𝟓 𝟎𝟗𝟏. 𝟖𝟔) = 𝟖. 𝟐𝟒𝟖𝟕 𝒍𝒃⁄ 𝒑𝒖𝒍𝒈𝟐 Ahora calculamos Fh

𝐹ℎ = 𝐹ℎ =

𝑃𝑜 (𝑃 + 𝑃ℎ ) 𝑃ℎ (𝑃 + 𝑃𝑜 )

14.7(8.42 + 8.2487) 8.2487(8.42 + 14.7)

𝑭𝒉 = 𝟏. 𝟐𝟖𝟒𝟖 3) Caudal del compresor (Ingreso)

𝑪𝑰 = 𝑄𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 ∗ 𝐹ℎ ∗ 𝐹𝑢 ∗ 𝐹𝑠 ∗ 𝐹𝑎 𝑄𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 = 9 ∗ 150 + 8 ∗ 170 𝑄𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 = 2710 𝑐𝑓𝑚

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AIRE COMPRIMIDO Y COMPRESORES: EJERCICIO APLICATIVO

Taller

Factor de utilización Para el factor de utilización debemos de ver cuantas máquinas trabajarán Fu = 90% a 100% para 10 o más máquinas (15 Perforadoras) Fu = 80% a 89% para menos de 10 máquinas Usaremos un promedio entre el 90% y el 100%

90 + 100 𝐹𝑢 = ( ) 𝑥100% = 95% = 0.95 2

Factor de seguridad Para el factor de seguridad usaremos un promedio del 5% al 10%

𝐹𝑠 = (

5 + 15 ) 𝑥100% = 10% = 0.1 2

Factor de ampliación Para el factor de ampliación usaremos un promedio del 25% al 50%

𝐹𝑠 = (

25 + 50 ) 𝑥100% = 37.5% = 0.375 2

Ahora, calculamos el caudal de ingreso:

𝐶𝐼 = 2710 ∗ 1.2848 ∗ 0.95 ∗ 0.1 ∗ 0.375 𝟑 𝑪𝑰 = 𝟏𝟐𝟒. 𝟎𝟒 𝒎 ⁄𝒅𝒊𝒂 4) Cantidad de agua que se elimina con el purgador Necesitamos de la humedad en función de la temperatura: Temperatura (°C)

-10

0

10

20

30

Humedad (gr/m3)

2.17

4.85

9.39

17.19

30.41

Como podemos ver, para 10 °C tenemos un valor de 9.39 gr/m 3 𝑄𝑝𝑢𝑟𝑔𝑎𝑟 =

𝑄𝑝𝑢𝑟𝑔𝑎𝑟

4 (𝐶𝐼 ∗ 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑) 5

4 𝑝𝑖𝑒 3 0.3048 𝑚 3 3 = (124.04 ) (9.39) = 26.385 𝑚 ⁄𝑚𝑖𝑛 )( 5 𝑚𝑖𝑛 𝑝𝑖𝑒

26.385

𝑚3 60 𝑚𝑖𝑛 19 ℎ𝑜𝑟𝑎 𝟑 ( )( ) = 𝟑𝟎 𝟎𝟕𝟖. 𝟗 𝒎 ⁄𝒅𝒊𝒂 𝑚𝑖𝑛 1 ℎ𝑜𝑟𝑎 1 𝑑𝑖𝑎

30 078.9

𝑚3 𝑔𝑎𝑙 (264.18 3 ) = 𝟕 𝟗𝟒𝟔 𝟐𝟒𝟑. 𝟖 𝒈𝒂𝒍 𝑼𝑺𝑨 𝑑𝑖𝑎 𝑚

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