teoria de los sistemas neumaticos
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Factores Teoria del AireFactores Teoria del AireFactores Teoria del AireFactores Teoria del Aire
Para sistemas Para sistemas NeumáticosNeumáticos IndustrialesIndustrialesPara sistemas Para sistemas NeumáticosNeumáticos IndustrialesIndustriales
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 1
Teoría de los Teoría de los sistemas sistemas
Neumáticos Neumáticos
Teoría de los Teoría de los sistemas sistemas
Neumáticos Neumáticos
Temario Temario Temario Temario
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 2
Composicion del aireComposicion del aire PresiónPresión atmosféricaatmosférica Aire Aire comprimidocomprimido Presión UnidadesUnidades de de PresiónPresión Fuerza y Fuerza y PresiónPresión LeyesLeyes de gases de gases TemperaturaTemperatura ConstanteConstante
PresiónPresión ConstanteConstante Volumen ConstanteVolumen Constante Ley General de GASESLey General de GASES CompresiónCompresión AdiabáticaAdiabática Agua en el aire Agua en el aire Secado a baja temperaturaSecado a baja temperatura Flujo de aire comprimidoFlujo de aire comprimido Calidad de aireCalidad de aire
ComposiciónComposición del del aireaireComposiciónComposición del del aireaire
El aire se encuentra libre El aire se encuentra libre en el ambiente como una en el ambiente como una sustancia que fluye sustancia que fluye
Nosotros admitimos Nosotros admitimos grandes cantidades de grandes cantidades de aire; es decir los espacios aire; es decir los espacios se encuentran llenos de se encuentran llenos de aire aire
El aire se encuentra El aire se encuentra compuesto compuesto principalmente de principalmente de nitrógeno y oxigenonitrógeno y oxigeno
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Composición por VolumenNitrógeno 78.09% N2
Oxigeno 20.95% O2
Argon 0.93% ArOtros 0.03%
Presión AtmosféricaPresión Atmosférica La presión atmosférica
es causada por el peso del aire sobre nosotros
Esto es pesa en menos en la cima de la montaña , y mas cuando estamos por ejemplo :en una mina
El valor de la presión
cambia con la humedad
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AtmósferaAtmósfera Estandar Estandar
Una atmósfera estándar esta definida por la Una atmósfera estándar esta definida por la Organización Internacional de Aviación Civil Organización Internacional de Aviación Civil como la presión y temperatura al nivel del mar como la presión y temperatura al nivel del mar es 1013.25 milibar absoluto y 288 Kº (15es 1013.25 milibar absoluto y 288 Kº (15OOC)C)
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1013.25 m bar
AtmósferasAtmósferas ISO ISO
Recomendación ISO R 554 Valores de atmósferas estándar para acondicionamiento y
pruebas de materiales, componentes ò equipo 20OC, 65% HR, 860 a 1060 mbar 27OC, 65% HR, 860 a 1060 mbar 23OC, 50% HR, 860 a 1060 mbar Tolerancias ± 2OC ± 5% HR Tolerancias reducidas ± 1OC ± 2% HR
Referencias estándar de atmósferas el cual hace pruebas con otras atmósferas
20OC, 65% HR, 1013 mbar
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PresiónPresión AtmosféricaAtmosférica
Se pueden observar Se pueden observar las presiones en el las presiones en el mapa de humedad mapa de humedad
Las líneas llamadas Las líneas llamadas isobaras muestran isobaras muestran los contornos de los contornos de presión en milibar presión en milibar
Esta información Esta información ayuda a predecir la ayuda a predecir la fuerza y dirección del fuerza y dirección del vientoviento
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BAJABAJA
1015 mb1015 mb
1012 mb1012 mb
1008 mb1008 mb
1000 mb1000 mb
996 mb996 mb
BarómetroBarómetro MercurioMercurio
La presión atmosférica puede medirse como altura de columna de liquido para ( vacío)
760 mm Hg. = 1013.9 milibar aproximadamente
Un barómetro de tubo de agua puede ser sobre 10 metros long. Hg. = 13.6 veces la densidad del H2O
Para medidas de vacío
1 mm Hg. = 1 Torr760 Torr = No vacío
0 Torr = vacío completo
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760 mm Hg
AtmósferaAtmósfera y y vacíovacío
La potencia de la presión atmosférica es aparentemente representada por los sistemas industriales (pick & place )toma y deja a través de copas de succión y maquinas formadoras de vació
El aire es removido en uno de los lados alojando la presión atmosférica y en otro la presión de trabajo. (Empaque blister)
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Aire comprimido Aire comprimido IndustrialIndustrial
Las Presiones se expresan en “bar. man” manometricos ( es el valor sobre la atmosférica )
La presión cero manométrica es la presión atmosférica
La presión absoluta que se usa en los cálculos es la siguiente Pa = Pman + Patmosfèrica
Para cálculos rápidos se supone 1 atmósfera son 1000 mbar
Para cálculos estándar 1 atmósfera son 1013 mbar
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bajorango
Rango Rango
01234
5
67
8
910
111213
1415
1617
01234
5
67
8
910
111213
1415
16
Pre
sión
abs
olut
a en
ba
r a
Pre
sión
man
omét
rica
bar
man
Vacío completo
Atmósfera
RangoRangoextendidoextendidoIndustrialIndustrial
Presión
1 bar = 100000 N/m2 (Newton's por metro cuadrado)
1 bar = 10 N/cm2
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Para mediciones de bajas presiones se utiliza el milibar (mbar)
1000 mbar = 1 bar. Para mediciones en
libras por pulgada cuadrada (psi)1 psi = 68.95mbar14.5 psi = 1bar
UnidadesUnidades de de PresiónPresión
Algunos valores de las unidades de presión importantes y sus equivalencias
1 bar. = 100000 N/m2 1 bar. = 100 kPa 1 bar. = 14.50 psi 1 bar. = 10197 kgf/m2
1 mm Hg = 1.334 mbar aprox. 1 mm H2O = 0.0979 mbar aprox.
1 Torr = 1mm Hg. abs. (para vació)
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 12Mas unidades de presión
Fuerza y PresiónFuerza y Presión
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Fuerza y PresiónFuerza y Presión
El aire comprimido ejerce una fuerza de un valor constante hacia cada contacto con la superficie de la presión interna que contiene el equipo.
El fluido en este deposito puede encontrarse presurizado y transmitir esta fuerza.
Es decir por cada bar. de presión manométrica externamente se ejercen , 10 Newtons uniformente por centímetro cuadrado
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Fuerza y PresiónFuerza y Presión
El empuje desarrollado por el pistón es debido a la presión del aire , por el área efectiva multiplica esta presión
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empuje = D2
40P Newtons
D mm
P bar
dondeD = diámetro del cilindro en mmP = la presión del sistema en bar. Si se requiere la respuesta en Newtons 1bar = 100000 N/m2 40 = cte
Fuerza y PresiónFuerza y Presión
La fuerza contenida en la camisa del cilindro es proyectada en el área y multiplicada por la presión
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l
D
Fuerza=D . l . P10
Newton's
dondeD = diámetro del cilindro en mml = longitud de la camisa presurizada mmP = presión del sistema en bar.
Fuerza y PresiónFuerza y Presión
Se llama cilindro diferencial por el siguiente principio si se conecta presión a ambos puertos del pistón se moverá hacia el área menor debido a esta diferencia de áreas
Si a través del vástago del cilindro en esta caso se iguala el diámetro las presiones ; fuerzas se igualan incluyendo las velocidades tanto en una dirección como en otra
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Fuerza y PresiónFuerza y Presión Este principio se utiliza en un carrete balanceado de
una válvula direccional , en donde la acción de la presión no causa ningún movimiento debido a que las fuerzas están equilibradas de izquierda a derecha y viceversa , debido al carrete balaceado.
P1 y P2 suministran y descargan presiones
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P1 P2
Fuerza y PresiónFuerza y Presión Este principio se utiliza en un carrete balanceado de
una válvula direccional , en donde la acción de la presión no causa ningún movimiento debido a que las fuerzas están equilibradas de izquierda a derecha y viceversa , debido al carrete balaceado.
P1 y P2 suministran y descargan presiones
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 19
P1P2
Fuerza y PresiónFuerza y Presión Este principio se utiliza en un carrete balanceado de
una válvula direccional , en donde la acción de la presión no causa ningún movimiento debido a que las fuerzas están equilibradas de izquierda a derecha y viceversa , debido al carrete balaceado.
P1 y P2 suministran y descargan presiones
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P1 P2
Ley de GasesLey de Gases
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Ley de GasesLey de Gases
Algunas de las propiedades de la masa del aire son consideradas como variables las cuales son la presión , volumen y temperatura.
Cuando se asume que una de estas tres variables toma un valor constante observamos que las dos restantes mantienen una relación entre ellas, según sea el caso.
Temperatura constante
Presión constante
Volumen constante
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P.V = constante
= constanteV
T
= constanteP
T
Temperatura Constante
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Temperatura Constante
La ley de Boyle establece el producto de una presión absoluta y volumen nos da como resultado una masa constante siempre y cuando la temperatura del gas permanece constante
Este proceso se llama isotérmico (temperatura constante). Esto debe de ser lo mas lento posible para que el calor fluya y permita que el aire se comprima y se expanda en la misma proporción.
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0 2 4 6 8 160
2
4
6
8
10
12
Volumen V
Presión Pbar absoluto
P1.V1 = P2.V2 = constante
10 12 14
14
16
Temperatura Constante
La ley de Boyle establece el producto de una presión absoluta y volumen nos da como resultado una masa constante siempre y cuando la temperatura del gas permanece constante
Este proceso se llama isotérmico (temperatura constante). Esto debe de ser lo mas lento posible para que el calor fluya y permita que el aire se comprima y se expanda en la misma proporción.
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0 2 4 6 8 160
2
4
6
8
10
12
10 12 14
14
16
P1.V1 = P2.V2 = constante
Presión Pbar absoluto
Volumen V
Temperatura Constante
La ley de Boyle establece el producto de una presión absoluta y volumen nos da como resultado una masa constante siempre y cuando la temperatura del gas permanece constante
Este proceso se llama isotérmico (temperatura constante). Esto debe de ser lo mas lento posible para que el calor fluya y permita que el aire se comprima y se expanda en la misma proporción
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0 2 4 6 8 160
2
4
6
8
10
12
10 12 14
14
16
P1.V1 = P2.V2 = constante
Presión Pbar absoluto
Volumen V
Temperatura Constante
La ley de Boyle establece el producto de una presión absoluta y volumen nos da como resultado una masa constante siempre y cuando la temperatura del gas permanece constante
Este proceso se llama isotérmico (temperatura constante). Esto debe de ser lo mas lento posible para que el calor fluya y permita que el aire se comprima y se expanda en la misma proporción
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0 2 4 6 8 160
2
4
6
8
10
12
10 12 14
14
16
P1.V1 = P2.V2 = constante
Presión Pbar absoluto
Volumen V
Temperatura Constante
La ley de Boyle establece el producto de una presión absoluta y volumen nos da como resultado una masa constante siempre y cuando la temperatura del gas permanece constante
Este proceso se llama isotérmico (temperatura constante). Esto debe de ser lo mas lento posible para que el calor fluya y permita que el aire se comprima y se expanda en la misma proporción
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0 2 4 6 8 160
2
4
6
8
10
12
10 12 14
14
16
P1.V1 = P2.V2 = constante
Presión Pbar absoluto
Volumen V
PresiónPresión Constante Constante
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Presión ConstantePresión Constante La ley de Charles establece
: para una masa de gas a presión constante el volumen es proporcional a la temperatura absoluta.
Suponiendo que no existe fricción el volumen cambia y se mantiene a presión constante.
De una temperatura ambiente de 20oC cambia a 73.25oC se puede producir un 25% de cambio en el volumen
0o Celsius = 273K
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0 0.25 0.5 0.75 1 2-60
-40
-20
0
20
40
60
Volumen
TemperaturaCelsius
1.25 1.5 1.75
80
100
293K
V1 V2T1(K) T2(K)
= c=
Presión ConstantePresión Constante La ley de Charles establece
: para una masa de gas a presión constante el volumen es proporcional a la temperatura absoluta.
Suponiendo que no existe fricción el volumen cambia y se mantiene a presión constante.
De una temperatura ambiente de 20oC cambia a 73.25oC se puede producir un 25% de cambio en el volumen
0o Celsius = 273K
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0 0.25 0.5 0.75 1 2-60
-40
-20
0
20
40
60
Volumen
TemperaturaCelsius
1.25 1.5 1.75
80
100 366.25K
V1 V2T1(K) T2(K)
= c=
Presión ConstantePresión Constante La ley de Charles establece
: para una masa de gas a presión constante el volumen es proporcional a la temperatura absoluta.
Suponiendo que no existe fricción el volumen cambia y se mantiene a presión constante.
De una temperatura ambiente de 20oC cambia a 73.25oC se puede producir un 25% de cambio en el volumen
0o Celsius = 273K
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 32
0 0.25 0.5 0.75 1 2-60
-40
-20
0
20
40
60
Volumen
TemperaturaCelsius
1.25 1.5 1.75
80
100
219.75K
V1 V2T1(K) T2(K)
= c=
Presión ConstantePresión Constante La ley de Charles establece
: para una masa de gas a presión constante el volumen es proporcional a la temperatura absoluta.
Suponiendo que no existe fricción el volumen cambia y se mantiene a presión constante.
De una temperatura ambiente de 20oC cambia a 73.25oC se puede producir un 25% de cambio en el volumen
0o Celsius = 273K
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0 0.25 0.5 0.75 1 2-60
-40
-20
0
20
40
60
Volumen
TemperaturaCelsius
1.25 1.5 1.75
80
100 366.25K
219.75K
293K
V1 V2T1(K) T2(K)
= c=
Volumen constante
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Volumen ConstanteVolumen Constante
De la Ley de Boyle y la Ley de Charles se puede ver que el volumen que nos entrega una masa de aire que se puede mantener de un valor constante la presión es proporcional a la temperatura absoluta Kº
Para un volumen a 20oC y 10 bar. absolutos cambia en temperatura de 60oC produce un cambio en presión de 2.05 bar.
0oC = 273K
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 35
0 5 10 20-60
-40
-20
0
20
40
60
TemperaturaCelsius
15
80
100
0
2
4
68
bar
10
12
14
16
P1 P2T1(K) T2(K)
= c=
bar absoluto
Volumen ConstanteVolumen Constante
De la Ley de Boyle y la Ley de Charles se puede ver que el volumen que nos entrega una masa de aire que se puede mantener de un valor constante la presión es proporcional a la temperatura absoluta Kº
Para un volumen a 20oC y 10 bar. absolutos cambia en temperatura de 60oC produce un cambio en presión de 2.05 bar.
0oC = 273K
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 36
0 5 10 20-60
-40
-20
0
20
40
60
TemperaturaCelsius
15
80
100
0
2
4
68
bar
10
12
14
16
P1 P2T1(K) T2(K)
= c=
bar absoluto
Volumen ConstanteVolumen Constante
De la Ley de Boyle y la Ley de Charles se puede ver que el volumen que nos entrega una masa de aire que se puede mantener de un valor constante la presión es proporcional a la temperatura absoluta Kº
Para un volumen a 20oC y 10 bar. absolutos cambia en temperatura de 60oC produce un cambio en presión de 2.05 bar.
0oC = 273K
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0 5 10 20-60
-40
-20
0
20
40
60
TemperaturaCelsius
15
80
100
0
2
4
68
bar
10
12
14
16
P1 P2T1(K) T2(K)
= c=
bar absoluto
Volumen ConstanteVolumen Constante
De la Ley de Boyle y la Ley de Charles se puede ver que el volumen que nos entrega una masa de aire que se puede mantener de un valor constante la presión es proporcional a la temperatura absoluta Kº
Para un volumen a 20oC y 10 bar. absolutos cambia en temperatura de 60oC produce un cambio en presión de 2.05 bar.
0oC = 273K
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 38
0 5 10-60
-40
-20
0
20
40
60
bar absoluto
TemperaturaCelsius
15
80
100
0
2
4
68
bar
10
12
14
16
P1 P2T1(K) T2(K)
= c=
Ley general de los Gases
La Ley general de los gases es una combinación entre la Ley de Boyle y la Ley de Charles , en donde la presión , el volumen y la temperatura pueden varias entre estados de una masa de un gas pero de estas relaciones da como resultado un valor constante .
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 39
= constanteP1 .V1
T1
P2 .V2
T2
=
Compresión Adiabática y Compresión Adiabática y politrópicapolitrópica
Para aire comprimido
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 40
Compresión AdiabáticaCompresión Adiabática En teoría , cuando un
volumen de aire es comprimido instantáneamente , el proceso es adiabático (este tiempo es para disipar el calor a traves de las paredes del cilindro)
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Para compresión y expansión adiabática
P V n = c para el aire n = 1.4
En un cilindro el proceso de compresión es muy rápido pero el calor puede disiparse a través de las paredes del cilindro entonces este valor cambia a un valor n que puede ser menor 1.3 aproximadamente para latas velocidades de compresión2 4 6 8
0
2
4
6
8
10
12
bar a
10 12 14
14
16
16
PV 1. 4 = cadiabática
PV 1. 2 = cpolitropica
PV = cisotérmica
Volumen0
Compresión poli Compresión poli trópicatrópica
En la practica algunos amortiguadores de impacto absorben la perdida de calor durante la compresión
La característica de compresión se comporta entre adiabática e isotérmica .
El valor de n debe ser menor que 1.4 dependiendo del rango de compresión típicamente se usa PV 1.2 = c y puede usarse durante la aplicación del proceso.
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Agua en el aire comprimidoAgua en el aire comprimido(condesados)(condesados)
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 43
Agua en el aire Agua en el aire comprimidocomprimido
En grandes cantidades de aire comprimido , es muy notable el acumulamiento de agua formada
El vapor de agua natural esta contenido en el aire atmosférico como este es (torcido) escurre como una esponja
El aire completamente saturado se dice que esta (100% HR) en un deposito
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 44
Drenaje
aireairesaturadosaturadocompletocompleto
Condensado
Agua en el aire comprimido El acumulamiento de vapor de agua contenido en la
atmósfera es medido como humedad relativa (porcentaje)% HR. Este porcentaje es en proporción del acumulamiento máximo que puede tomar en una temperatura prevaleciente.
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 45
-40
-20
0 10 20 30 40 50
0
20
40
Gramos de vapor de agua / metro cúbico de aire g/m3
60 70 80
Tem
per
atu
ra C
els
ius
25% HR 50% HR 100% HR
a 20o Celsius100% HR = 17.4 g/m3
50% HR = 8.7 g/m3
25% HR = 4.35 g/m3
Agua en el aire comprimidoAgua en el aire comprimido La ilustración muestra cuatro cubos que representan 1
metro cúbico de aire atmosférico a 20oC. Cada uno de estos volúmenes tienen una humedad relativa del 50% (50%HR). Esto principalmente contiene actualmente 8.7 gramos de vapor de agua, la mitad del máximo posible que son 17.4 gramos
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Agua en el aire comprimidoAgua en el aire comprimido Cuando el compresor comprime estos cuatro metros
cúbicos en un metro cúbico esta es una relación 4:1 es decir se tiene 4 veces 8.7 gramos, pero solo dos pueden retener vapor de agua en nuevo espacio de metro cúbico los otros dos contienen el condensado el cual hay que drenar
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 47
Agua en el aire comprimidoAgua en el aire comprimido
Cuando el compresor comprime estos cuatro metros cúbicos en un metro cúbico esta es una relación 4:1 es decir se tiene 4 veces 8.7 gramos, pero solo dos pueden retener vapor de agua en nuevo espacio de metro cúbico los otros dos contienen el condensado el cual hay que drenar
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 48
Agua en el aire comprimidoAgua en el aire comprimido
Cuando el compresor comprime estos cuatro metros cúbicos en un metro cúbico esta es una relación 4:1 es decir se tiene 4 veces 8.7 gramos, pero solo dos pueden retener vapor de agua en nuevo espacio de metro cúbico los otros dos contienen el condensado el cual hay que drenar
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Agua en el aire comprimidoAgua en el aire comprimido
Cuando el compresor comprime estos cuatro metros cúbicos en un metro cúbico esta es una relación 4:1 es decir se tiene 4 veces 8.7 gramos, pero solo dos pueden retener vapor de agua en nuevo espacio de metro cúbico los otros dos contienen el condensado el cual hay que drenar
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 50
Agua en el aire comprimidoAgua en el aire comprimido
Cuando el compresor comprime estos cuatro metros cúbicos en un metro cúbico esta es una relación 4:1 es decir se tiene 4 veces 8.7 gramos, pero solo dos pueden retener vapor de agua en nuevo espacio de metro cúbico los otros dos contienen el condensado el cual hay que drenar
15/04/2315/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R 51
Agua en el aire comprimidoAgua en el aire comprimido 4 metros cúbicos a 50%HR y 1000
mbar de presión atmosférica contenida en un espacio de 1 metro cúbico produce a una presión de 3 bar. manometricos
17.4 gramos de agua principalmente vapor producido al 100% HR (humedad relativa) y 17.4 gramos de agua condensada
Esto es un proceso continuo, una vez que la presión manométrica es sobre 1 bar., cada vez un metro cúbico de aire es comprimido, y se le adiciona 1 metro cúbico hasta adicionar 8.7 gramos de agua condensada.
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Baja temperatura secado del aireBaja temperatura secado del aire
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Baja temperatura secadoBaja temperatura secado El aire Húmedo entra
primeramente en un intercambiador en donde este es enfriado para que el aire seco salga.
El aire entra en un segundo intercambiador donde este es refrigerado
El condensado en este paso es drenado en ese momento.
Este aire refrigerado sube porque esta mas caliente del aire que esta entrando.
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M
Salida de aire seco
Entrada de aire Húmedo
Dren
Planta de Refrigeración
Baja temperatura secadoBaja temperatura secado Si un 1 metro cúbico de aire comprimido completamente
saturado al ( 100 % HR ) es enfriado sobre el punto de congelamiento, aproximadamente el 75% del vapor contenido en forma de condensado es drenado. Cuando este es entibiado regresa a 20OC este es secado cerca de 25% HR
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-40
-20
0 10 20 30 40 50
0
20
40
Gramos de vapor de agua / metro cúbico de aire g/m3
60 70 80
Tem
per
atu
ra C
els
ius
25% HR 50% HR 100% HR
Baja temperatura secadoBaja temperatura secado Si un 1 metro cúbico de aire comprimido completamente
saturado al ( 100 % HR ) es enfriado sobre el punto de congelamiento, aproximadamente el 75% del vapor contenido en forma de condensado es drenado. Cuando este es entibiado regresa a 20OC este es secado cerca de 25% HR
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-40
-20
0 10 20 30 40 50
0
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60 70 80
Tem
per
atu
ra C
els
ius
25% HR 50% HR 100% HR
Gramos de vapor de agua / metro cúbico de aire g/m3
Baja temperatura secadoBaja temperatura secado Si un 1 metro cúbico de aire comprimido completamente
saturado al ( 100 % HR ) es enfriado sobre el punto de congelamiento, aproximadamente el 75% del vapor contenido en forma de condensado es drenado. Cuando este es entibiado regresa a 20OC este es secado cerca de 25% HR
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-40
-20
0 10 20 30 40 50
0
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60 70 80
Tem
per
atu
ra C
els
ius
25% HR 50% HR 100% HR
Gramos de vapor de agua / metro cúbico de aire g/m3
Flujo de aire comprimidoFlujo de aire comprimido
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Unidades de FlujoUnidades de Flujo Flujo es medido en cantidad
de aire libre por unidad de tiempo
Unidades comunes son : Litros ò decímetro cúbico
por segundol/s ò dm3/s
Metros cúbicos por minutom3/m
pies cúbicos por minuto (misma para pies cúbicos de aire libre) scfm
1 m3/m = 35.31 scfm 1 dm3/s = 2.1 scfm 1 scfm = 0.472 l/s 1 scfm = 0.0283 m3/min
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1 metro cúbico ò 1000 dm3
1 litro ò Decímetro cúbico
1 pie cúbico
Flujo de aire libre El espacio entre las El espacio entre las
presiones en bar. presiones en bar. representan el volumen representan el volumen actual en una tubería actual en una tubería ocupado por 1 litro de aire ocupado por 1 litro de aire libre a sus respectivas libre a sus respectivas presiones absolutas.presiones absolutas.
Flujo toma lugar y es el Flujo toma lugar y es el resultado de la presión resultado de la presión diferencial, a 1bar absoluto diferencial, a 1bar absoluto (0 bar. manometrico) esto es (0 bar. manometrico) esto es siempre y cuando se tenga siempre y cuando se tenga flujo a presión de vació.flujo a presión de vació.
Si la velocidad es la misma Si la velocidad es la misma en cada caso el flujo es dos en cada caso el flujo es dos veces sobre la unidadveces sobre la unidad
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Volumen Actual de 1 litro de aire a presión
0
1/8
1/16
1/4
1/2
1 litro1bar a
2bar a
4bar a
8bar a
16bar a
Flujo sonicoFlujo sonico El limite de velocidad con el aire
y el flujo es la velocidad del sonido
Para un flujo sonico, P1 puede ser 2 veces P2 ò mas
Cuando existe una descarga de aire de un tanque a alta presión a la atmósfera el flujo es constante bajo P1 y menor que 2 P2
Cuando se carga un tanque el flujo es constante bajo P2 es 1/2 P1
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1.894
P1 es 9 bar. a Tanque a la atmósfera
9
P1 barabsoluto
tiempo
2P2
0 5 10 200123456
15
78
atm
9
0 5 10 200123456
15
78
P2 barabsoluto
P1 es 9 bar a Fuente a tanque
1/2P1
atm
Flujo a través de válvulasFlujo a través de válvulas El rendimiento de flujo en una válvula se indica El rendimiento de flujo en una válvula se indica
completamente por medio del factor de flujo ; el cual se puede completamente por medio del factor de flujo ; el cual se puede indicar por medio de “C”, “b”, “Cv”, “Kv” y otros. indicar por medio de “C”, “b”, “Cv”, “Kv” y otros.
Para mayor presicion se determina el rendimiento de una Para mayor presicion se determina el rendimiento de una válvula neumática a través de estos valores de “C” válvula neumática a través de estos valores de “C” (conductancia) y “b” (relación de presión critica). Lo anterior se (conductancia) y “b” (relación de presión critica). Lo anterior se determina bajo la prueba de válvula por la norma ISO 6358 determina bajo la prueba de válvula por la norma ISO 6358
Para un rango de presiones de Para un rango de presiones de
origen estables Porigen estables P11 presión P presión P2 2
es comparada con el flujo es comparada con el flujo a través de la válvula bajo a través de la válvula bajo alcances máximos alcances máximos
El resultado es un grupo de El resultado es un grupo de
curvas en donde se muestrancurvas en donde se muestranlas características las características de la válvula de la válvula
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P1 P2
Flujo a través de Flujo a través de válvulasválvulas
Para estas curvas la relación de presión critica “b” puede definirse como . “b” representa la relación de P2 a P1 con un flujo de velocidad sonico. Con lo cual la conductancia“C” en este flujo “dm³/ segundo / bar absoluto”
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Caida de Presion P2 bar manometricos
Relacion de presion critica b = 0.15
0 1 2 3 4 5 6 70
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5ConductanciaC= 0.062 dm/s/bar Solo en una parte Horizontal de la curva
Flujodm3/s de airelibre
P1 es punto ceroFlujo para Cada curva
Flujo a través de Flujo a través de válvulasválvulas Si se tienen unas curvas que no están disponibles pero
la conductancia y la relación de presión critica son valores conocidos de flujo a cualquier presión se puede usar la siguiente formula.
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Q = C P1 1 -1 - b
P2
P1
- b
2
donde : P1 = presión arriba barP2 = presión abajo barC = conductancia dm3/s/bar ab = relación de presión criticaQ = flujo dm3/s
Calidad de Aire Calidad de Aire
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Calidad de filtración Calidad de filtración del airedel aire
ISO 8573-1 regla general de aire comprimido
Parte 1 clases contaminantes y calidad
Niveles permisibles de contaminación son determinados por una calidad numérica
Especificando de acuerdo a los niveles de contaminantes :
Partículas sólidas Agua aceite
Esta clase de calidad se puede dividir en tres calidades numéricas de acuerdo a la norma 1.7.1
solidos 0.1 µm maxy 0.1 mg/m 3 max
Agua no esta especificada 0.01 mg/m3 max
Estos son los resultados de fabricantes de filtros uso neumático.
Para obtener la presión del punto de condensación cuando es bajo , puede usarse aire seco.
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Calidad del aire Calidad del aire comprimidocomprimido
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Clase
TamañoPart. max
µm
Sólidos
concentración
mg/m3
Agua
Max Presion Punto de condensación OC
Aceite
concentraciónmg/m3
1 0.1 0.1 – 70 0.01
2 1 1 – 40 0.1
3 5 5 – 20 1
4 15 8 + 3 5
5 40 10 + 7 25
6 - - + 10 -
7 - - Sin especificación -
maxima
La presión del punto de condensación es la temperatura cuando el aire comprimido es enfriado antes de convertirse en vapor de agua , el aire inicia con partículas de agua condensada
ISO 8573-1
Gracias ……………………..Gracias ……………………..
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Unidades de presión Unidades de presión
Atmósfera estándar = 1.01325 bar abs Atmósfera técnica = 0.98100 bar abs 1 mm Hg. = 1.334mbar aprox. 1 mm H2O = 0.0979 mbar aprox.
1 kPa = 10.0 mbar 1 MPa = 10 bar 1 kgf/cm2 = 981 mbar 1 N/m2 = 0.01 mbar 1 Torr = 1mmHg abs (para vacio)
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Unidades de PresiónUnidades de Presión
1 bar = 100000 N/m2 1 bar = 1000000 dina/cm2
1 bar = 10197 kgf/m2
1 bar = 100 kPa 1 bar = 14.50 psi 1 bar = 0.98690 atmósfera estándar
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Unidades de PresiónUnidades de Presión
1 dina /cm2 = 0.001mbar 1 psi = 68.95mbar Atmósfera estándar = 14.7 psi aprox. Atmósfera estándar = 760 Torr aprox. 1 pulg. Hg. = 33.8 mbar aprox. 1 pulg. H2O = 2.49 mbar aprox.
100 mbar es la presión aproximada en la cual de una persona promedio puede soplar
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Conversión de TemperaturaConversión de Temperatura
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233
253
273
293
313
333
353
373
393 La escala de temperatura absoluta es medida en grados Kelvin OK
En la escala Celsius el 0OC y 100OC son los puntos de congelamiento y evaporación del agua
OK = OC + 273.15 En las escalas
Fahrenheit y Celsius coincide un valor - 40O
OF = OC. 9/5 + 32
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
OK
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
OF OC
GRACIAS .......................... GRACIAS .......................... e mail : e mail :
[email protected]@prodigy.net.mx
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