02 teor%eda del aire comprimido

8/7/2019 02 Teor%EDa Del Aire Comprimido

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Introduccin

NEUMTICA

Introduccin.

Teora del aire comprimido.

.

Tratamiento del aire.

Actuadores.

ac o.

Vlvulas.

Circuitos bsicos neumticos.

1 Simbologa neumtica.


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Unidades bsicas

Magnitud Smbolo Unidad SI Nombre

Masa m Kg Kilogramo

ong u m e ro

Tem eratura ab. T K Grado Kelvin

Temperatura T, C Grado Celsius

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Unidades normalizadas del Sistema Internacional

Densidad K /m3

Fuerza F N Newton

Volumen V m3

Metro cbico

Velocidad v m/s Metro por seg

Momento de Inercia J Kgm4

Par Nm Newton metro

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Unidades relacionadas con el aire comprimido

Magnitud Smbolo Unidad SI Nombre

Presin p Pa Pascal

estndarVn m3n

estndar

volumtricoQ m3n s

-1

por segundo

Energa, trabajo E, W J Joule

Potencia P W Vatio

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Presin atmosfrica

sobre nosostros.

La presin vara con lascondiciones atmosfricas y la

altitud

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Unidades de presin (Pa, bar, torr, atm)

100.000 Pa = 100 KPa = 1 bar

1 mm Hg = 1 Torr 1 atm = 760 Torr

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Presin (conversiones)

p = gh 1 atm = 13600 9,81 0,760 = 101.396,16 Pa

222

cm

g0336,1

cm10000

m

N81,9

g

m

16,101396 =

1 atm = 1,0336 Kgf / cm2 = 1,013 bar

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Tabla de equivalencias de presin

Atm Torr Bar Kg/cm2

Atm 1 760 1,013 1,0336

Torr 1 32 x 10-3 1 1 33 x 10-3 1 36 x 10-3

, . ,

Kg/cm2 0,9674 735,294 0,981 1

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Presin relativa

Pabs = Pamb + Prel

En neumtica, una presin se considera como presin

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Diferentes sistemas de indicacin de presin

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Ley de Boyle-Mariotte (1662)

A temperatura cte, los volmenes ocupados por una masa

que se les somete, es decir:

. = e

R. Boyle

Tambin se puede escribir:1662

P1 . V1 = P2 . V2 = Cte

E. Mariotte

121676


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Isoterma del gas

Hiprbola equiltera

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Ley de Boyle-Mariotte

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Ley de Charles y Gay Lussac

,

gas, es directamente proporcional a su temperatura

absoluta.

V1 / T 1 = V2 / T 2 = Cte

Gay Lussac (1802)

Jac ues Charles 178715


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Ley de Gay Lussac

vo umen c e, a pres n a so u a e una masa e gas

determinada, es directamente proporcional a su

empera ura a so u a.

P1

/ T1

= P2

/ T2

= Cte

Cuanto ms se comprime un gas, ms aumenta su

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Ecuacin general de los gases perfectos

as re ac ones an er ores, se com nan para proporc onar

la ecuacin general de los gases perfectos.

1 . 1 1 2 . 2 2

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Transformacin adiabtica

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Volumen estndar

e o a as n erre ac ones en re vo umen, pres n y

temperatura, es necesario referir todos los datos de

vo umen e a re a una un a es an ar za a.

El metro cbico estndar, es la cantidad de 1,293 Kg de

masa de aire a una temperatura de 0C y a una presin de

760 mm de Hg (101.325 Pa)

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Caudal

a un a s ca para e gas o vo um r co au a

es el metro cbico normal por segundo m3N/s.

Q = V / t = v A

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Ecuacin de continuidad

vSQ = 111 vSQ =

2211 vSvS =

2121 222

Il t i d l i d B lli


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Ilustracin de la ecuacin de Bernoulli

vhg

Pvhg

P 222

2

2

11

1 ++=++ ( )2221 vv1

P =

22

H d d d l i


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Humedad del aire

a re e a a m s era con ene s empre un porcen a e

de vapor de agua.

La cantidad de humedad presente, depende de lahumedad atmosfrica de la tem eratura.

produce una cantidad considerable de condensados

1 m3 de aire com rimido es ca az de retener slo la misma

cantidad de vapor de agua que 1 m3 de aire a presin

atmosfrica.

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Humedad del aire


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Humedad del aire

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Humedad relativa


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Humedad relativa

s e coc en e en re e con en o rea e agua y e e

punto de condensacin, se indica en tanto por ciento.

,

humedad en forma de vapor es slo la de su volumen

reducido.

Por lo tanto, a menos que la temperatura suba

sustancialmente, el agua ser expulsada mediante

condensacin.

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Humedad relativa (Clculos 2)


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Humedad relativa (Clculos 2)

Si un compresor los comprime hasta tener un solo m3

1 m3

, ,

or an o en remos a re sa ura o a a ~ ares y

65,448 - 23,76 = 41,688 gramos de agua condensada

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Humedad relativa (Problema 1)


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3,5 m3 de aire atmosfrico a 20C y 65% de HR se comprimen en un

caldern de 400 l Qu cantidad de a ua se condensar si la tem eratura

dentro es de 35C, cul es su presin?

0.4 m3

Tendremos 3,5 x 17,69= 61.92g de agua

e , e a re en r , x , = , g e agua

A 35C el caldern odr retener como mximo

41,83 x 0,4 = 16,73g de agua

28, - , = .



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3,5 m3 de aire atmosfrico a 20C y 65% de HR se comprimen en un

caldern de 400 l Qu cantidad de a ua se condensar si la tem eratura

dentro es de 30C, cul es su presin?

0.4 m3

2211 VPVP = 4,0P5,31 2= atm75,8P2 =

Presin manomtrica = 7,75 atm

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Punto de roco


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Punto de roco

El punto de roco (PR) determina una temperatura t, a la

cual el aire llega al punto de saturacin; esto es, el aire

se conv er e en a re sa ura o.

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Presin y caudal


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y

no ex s e c rcu ac n e a re, a pres n en o os os

puntos del sistema ser la misma.

Si existe circulacin desde un punto hasta otro, querr

ec r que a pres n en e pr mer pun o es mayor que en e

segundo, es decir, existe una diferencia de presin.

Esta diferencia de presin depende:

de la presin inicial

de la resistencia al flujo existente entre ambas zonas

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Seccin de orificio equivalente


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q

Dicha relacin se plasma en la siguiente ley (similar a la ley de Ohm en

electricidad donde

Diferencia de potencial = Intensidad Resistencia

Pero en vez de manejar el concepto de resistencia a la circulacin de fluido

, ,

equivalente S, o el Cv, o el Kv.

La seccin de orificio equivalente S se expresa en mm2 y representa el

rea de un orificio sobre pared delgada que crea la misma relacin entre

presin y caudal que el elemento definido por l.

No existe proporcionalidad entre P y Q para una S dada debido a

la compresibilidad del aire.

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Caudal a travs de las vlvulas


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El diagrama P/Q es un medio para determinar de forma simple yrpida el caudal de paso de un distribuidor.

En abscisas se indican los valores de caudal en litros normales porminuto. lN/min

En ordenadas se indican, a un caudal cero, las presiones de

utilizacin

Las curvas representan la evolucin de las presiones de utilizacin,

desde el caudal cero hasta el mximo

El caudal obtenido en este diagrama es vlido para un elemento

v vu a, racor, u er a, e c. con una secc n equ va en e

de 1 mm2

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Diagrama P/Q


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En el tringulo de la esquina inferior derecha el caudal de aire va a una

velocidad prxima a la del sonido. Las curvas en esta zona caen verticalmente.

34En este caso, el caudal ya no depende de la diferencia de presin entre la

entrada y la salida sino de la presin de entrada.

Diagrama P/Q


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entre las presiones de entrada y salida en la vlvula cumplen

la siguiente ecuacin:

P1 + P2 1,893 (P2 + 1,013)

P P

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