2. aire comprimido
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Aire Comprimido
Profesor: Alexander Lescot S.TNS en Explotación Minera
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Control de Entrada1) Nombre los compresores que se rigen por el
principio de desplazamiento.
2) Indique 3 ventajas de la energía neumática.
3) Considere los siguientes datos: Caudal Q = 16 [m3/min], el largo de la tubería es de 250 [m], tiene 5 piezas en T, 4 codos, y una válvula de cierre. La presión de servicio es de 250 [kPa] y la pérdida de presión es de 10 [kPa]. Determinar el diámetro de la tubería.
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Compresión del aireComo todos los gases, el aire no tiene una
forma determinada, esto le permite ser comprimido y tiene la tendencia a dilatarse.
La ley que rige estos fenómenos es la de Boyle-Mariotte.
“A temperatura constante, el volumen de un gas encerrado en un recipiente es inversamente proporcional a la presión absoluta, o sea, el producto de la presión absoluta y el volumen es constante para una cantidad determinada de gas.”
P1 x V1 = P2 x V2 = P3 x V3 = k
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Compresión del aire
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Compresión del aireEjemplo:Si el volumen V1 = 1 [m3], que está a la
presión atmosférica p1 = 100 [kPa] se comprime con la fuerza F2 hasta alcanzar el volumen V2 = 0,5 [m3], permaneciendo la temperatura constante, se obtiene:
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Compresión del aireSi la presión permanece constante y la
temperatura se eleva 1 [K], partiendo de 273 [K], el aire se dilata 1/273 de su volumen.
Esto lo demuestra la ley de Gay-Lussac:V1/V2 = T1/T2
La variación del volumen ∆V es:∆V = V2 – V1
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Compresión del aireEjemplo 2:0,8 [m3] de aire a latemperatura T1 = 293 [K], se calientan hasta T2 = 344 [K]. ¿Cuál será su
volumen final?
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Compresión del aireEn neumática se suele referir todas las
indicaciones de la cantidad de aire al llamado “estado normal”
El estado normal, está definido con la temperatura normal Tn = 293,15 [K] = 20°[C]
Y la presión normal Pn = 98.066,5 [Pa] = 0,980665 [bar].
Para todos los gases, sin embargo, existe la ecuación general de los gases:
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Selección de Compresores
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Humedad contenida en el aireCuando la temperatura aumenta, el aire es
capaz de tener más agua en suspensión. El gráfico da los valores para una humedad ambiente relativa del 100% (caso extremo).
Ejemplo: Consideramos que la temperatura absoluta del aire en condiciones “ambiente” sea de 293º [K] y en condiciones de “comprimido”, sea de 303º [K]. Para una presión de 800 [kPa], el volumen aspirado es de 8 [m3] , humedad relativa de 50%.
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Secado del aire
Secado por absorción. Secado por adsorción. Secado por enfriamiento.
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Secado por AbsorciónEs un proceso puramente
químico. El AC pasa por un lecho de sustancias secantes. Al entrar en contacto con el agua (vapor), se combinan químicamente, y se desprende como mezcla de agua y sustancia secante.
Se distingue por tener una instalación simple, reducido desgaste mecánico, no necesita aporte de energía exterior.
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Secado por AdsorciónAdsorber: Fenómeno por el cual
un sólido o un líquido atrae y retiene en su superficie gases, vapores, líquidos o cuerpos disueltos.
Proceso físico. El material de secado es granuloso compuesto por casi un 100% de dióxido de silicio (Gel).
Este gel debe adsorber el agua y vapor de agua. El AC pasa por un lecho de gel que fija la humedad.
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Secado por EnfriamientoSe basa en la reducción de la temperatura del
punto de rocío. El aire caliente entra en el secador se enfría
mediante aire seco y frío proveniente de un vaporizador.
El aire pre enfriado pasa por el vaporizador y se enfría hasta unos 1.7° [C].
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Secado por Enfriamiento
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Ejemplo de determinación de humedad en el aireConsidere los siguientes datos: