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AIRE COMPRIMIDO.

El aire comprimido se refiere a una tecnología o aplicación técnica que hace uso de aire que ha sido sometido a presión por medio de un compresor. En la mayoría de aplicaciones, el aire no sólo se comprime sino que también se deshumifica y se filtra. El uso del aire comprimido es muy común en la industria, su uso tiene la ventaja sobre los sistemas hidráulicos de ser más rápido, aunque es menos preciso en el posicionamiento de los mecanismos y no permite fuerzas grandes.

Utilización.

Se utiliza en:

• Elevadores neumáticos.

• Destornilladores automáticos.

• Tornos dentales.

• Armas de aire comprimido

• Equipos de minería (taladros rotopercutores, martillos picadores, lámparas, ventiladores y muchos otros).

• Arranque de motores de avión.

• Coches de aire comprimido y motores de aire comprimido

• Atracciones, para conseguir grandes velocidades en poco tiempo.

Historia.

La primera vez que se usó el aire comprimido sería en el soplado de metales para su enfriamiento. El invento del fuelle favoreció la creación de nuevos metales al alcanzarse temperaturas más altas en los hornos. Sería sin embargo a partir del siglo XIX donde empezaría a estudiarse el aire como sistema de transporte en energía.

Compresor.

La producción de aire comprimido se realiza mediante el compresor. Existen varias clasificaciones, si los clasificamos por la forma de producción sería:

• Compresores dinámicos: Incorporan elementos giratorios que aportan energía cinética al aire. Aumentando la velocidad se consigue mayor presión estática. Se caracterizan por producir un movimiento del aire continuo. Estos a su vez se dividen en:

o Radial

o Axial

o Radiaxial

• De desplazamiento positivo: Aumentan la presión al reducir el volumen, a veces con pistones, tornillos o compartimentos plásticos:

o Alternativas

o Rotativas

Dispositivos y accesorios.

El compresor por sí mismo no sirve para hacer funcionar una instalación si no viene acompañado de una serie de dispositivos

Dispositivos de arranque: Tratan de evitar que el motor en el encendido demande más energía de la que normalmente consume, para ese fin se disponen en los motores eléctricos de variadores de frecuencia y en los motores de explosión con el arranque en vacío o el embrague

Dispositivos de regulación: Las válvulas que facilitan o impiden el paso del aire a los pistones. Este sistema se utiliza para que el motor no trabaje de forma continuada cuando no se le requiere.

Dispositivos de refrigeración: Son dispositivos necesarios para la refrigeración del aire de admisión ya que así se reduce el trabajo realizado en la compresión y se condensa el agua de entrada al circuito que nos oxida la maquinaria. Existen diversos tipos de refrigeración:

o Por agua

o Por aceite

o Por aire: Ventilador

Los accesorios necesarios son:

Accesorios de acumulación: El más importante es el calderín que es un depósito destinado a almacenar aire comprimido situado a la salida del compresor. Su finalidad es regular la salida de aire comprimido, condensar el agua y regular el rendimiento compensando las variaciones en la toma del aire. Generalmente se estima su volumen en la producción del compresor en metros cúbicos por minutos

Accesorios de filtro: Es muy importante que los compresores tengan un filtro para que no se introduzcan impurezas.

LEYES DE LA COMPRESION.

Ley básica, principios del caudal de aire, caída de presión, rendimiento del caudal

Ley básica.

Una de las leyes del gas más importantes (la ley de Marriott y Gay-Lussac) afirma lo siguiente:

P.V = a. T.

P: presión absoluta (Pa)

V: volumen (ft3 m3)

T: temperatura absoluta (K)

a: constante

Esta relación se utiliza dentro del compresor: se bombea un volumen de aire constante desde la cámara del compresor y el volumen disminuye. Esta disminución provoca un aumento tanto de la presión como de la temperatura del aire.

Cálculo del caudal de aire.

• Ver la animación Flash

El caudal es equivalente a la cantidad de aire comprimido transportado en una sección dada por unidad de tiempo.

Q = A1.V1 = A2.V2

Q: caudal (cfm)

A: sección de caudal (ft²)

V: velocidad (ft/min)

La unidad de caudal del sistema internacional es el metro cúbico/segundo (m3/s), pero normalmente utilizamos l/s, m3/h o cfm. Esto varía dependiendo de varios factores y, en concreto, de la presión del aire y de la longitud/el DI del tubo que transporta el aire comprimido. .

Cálculo de la caída de presión

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Cuando fluye aire comprimido en un tubo recto, el caudal puede depender de dos factores: la tasa laminar o la tasa de turbulencia, dependiendo del valor del número de Reynolds (R).

El aire comprimido en el sistema se determina por la tasa de turbulencia

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La caída de presión en un sistema de aire comprimido es un factor muy importante.

Está provocada por la fricción del aire comprimido que fluye contra el interior del tubo y a través de las válvulas, tes, codos y otros componentes que constituyen un sistema completo de canalización de aire comprimido. El tamaño y el tipo de los tubos empleados, el número y el tipo de válvulas, racores y curvas del sistema pueden afectar a la caída de presión.

Las turbulencias provocadas por fricción reducen el volumen de aire comprimido transportado a través del tubo. Además, la superficie de las paredes internas del tubo se vuelve irregular.

Estos factores, combinados con el caudal, crean una caída de presión como resultado de la fricción provocada por la dinámica del flujo de aire dentro del tubo.

Los valores de caída de presión se muestran como dP y se expresan en PSI o bar.

Rendimiento del caudal para una caída de presión definida

Valores para un metro de sistema de tubos de aire.

Para convertir Nm3/h en CFM, utilice el coeficiente de 0,588

Para convertir CFM en Nm3/h, utilice el coeficiente de 1,7

Conviene saber:

Dependiendo de la aplicación, el gráfico empleado para calcular el flujo/la caída de presión es un nomograma. Muestra los rendimientos para todos los diámetros a todas las presiones.

Nomograma con valores en cfm y PSI/ft

Ejemplo: caudal 100 Nm3/h, Diámetro 25 mm.

Presión:

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