5.1- aire comprimido (1)

8/18/2019 5.1- Aire Comprimido (1)

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UT 5 – AIRE COMPRIMIDO

Presentación

INSTALACIONES INDUSTRIALESProf.: Ing. Eduardo FenelliJTP: Ing. Luis SayagoATP: Ing. Martín Scacchi


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Sistema de aire

comprimido

Compresores

pulmón

Secador

Sistema de cañerías

Pistón

absorción

adsorción

Tornillo

Cerrado

Abierto

Frigorífico

Membrana

Tratamiento

Generación

Almacenamiento

Distribución

Red protegidacontra congelación

Red no Protegidacontra congelación

Filtrado

Tipo de industria



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GENERACIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO


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Datos a tener

en cuenta

Caudal necesario

Tratamientos para obtener la Calidad requerida

Ubicaciòn de la sala de compresores Trazado de la cañerìa

Presión necesaria en boca de consumo

INSTALACIONES INDUSTRIALES

DATOS PARA EL DISEÑO:

Prof.: Ing. Eduardo FenelliJTP: Ing. Luis SayagoATP: Ing. Martín Scacchi


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PAUTAS A CONSIDERAR EN LA ELECCIÓN DEL COMPRESOR:• Caudal de consumo como suma de los requerimientos teniendo en cuenta

los factores de utilización y de simultaneidad, considerando unaproyección en el crecimiento de la demanda al menos durante los

próximos 5 años.

Que el caudal de generación sea un 30% superior al caudal de consumo

previendo desgastes que producen pérdidas por falta de mantenimiento.Dependiendo de cada caso se puede recomendar tener un compresor en

Backup que asegure un porcentaje de la producción (Ej:70%)

• Presión de servicio requerida.

• La calidad del aire necesaria en cada puesto de trabajo.

• La altura de la máquina respecto al nivel del mar ( presión de aspiración)

• El nivel de ruido permitido

• El espacio disponible

• El tipo de servicio que deberá prestar el compresor



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TIPOS DE COMPRESORES:



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PRESIÓN PISTÓN TORNILLO

4 bar 1 etapa 1 etapa

8 bar 2 etapas 1 etapa

15 bar 2 etapas 1 etapa

20 bar 3 etapas 2 etapas

30 bar 3 etapas *******************

Mas de 30 bar 3 ó mas etapas *******************

1) En Función de la Presión de Trabajo.


TABLAS COMPARATIVAS ENTRE COMPRESORES A TORNILLO Y PISTÓN:


2) En Función del Caudal

CAUDAL PISTÓN TORNILLO

Qmin. 50 Lts./min....... 250 Lts. /min.......

Qmax 1800 Lts./min...... 50.000 Lts./min......

3) En Función del Tipo de Servicio

TIPO DE SERVICIO PISTÓN REFRIGERADO POR

AIRE PISTÓN REFRIGERADO POR

AGUA TORNILLO

ALTERNATIVO X X X

CONTINUO ********* X X


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COMPRESORES A PISTÓN:



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PRESOSTATO

FILTRO DE AIRE

REJA DE

SEGURIDAD

VALVULA DESEGURIDAD

CAÑOS DEBAJADA

VALVULA DESERVICIO

MANÓMETRO

VALVULA DEPURGA

TANQUE ACUMULADOR DE

AIRE

MOTOR ASINCRONICO


DESCRIPCIÓN DEL COMPRESOR:

f d d lli


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EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:

•

Consiste en la reducción del volumen a través del desplazamiento de un émbolo


• Pueden ser simple efecto o doble efecto.

• Existen de una, dos y más etapas,según sea la presión de trabajo

P f I Ed d F lli


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• Por efecto de la compresión del aire sedesarrolla calor que debe evacuarse.De acuerdo con la cantidad de calor que sedesarrolle, se adoptará la refrigeración másapropiada.

Sistema de

refrigeración

Aire

Agua

Cerrado

Abierto

Hasta 30 kW

Mayor a 30 kW


REFRIGERACIÓN:


P f I Ed d F lli


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• Los compresores se accionan, según las exigencias, por medio de unmotor eléctrico o de explosión interna. En la industria, en la mayoría delos casos, los compresores son accionados por medio de un motoreléctrico.

•

Si se trata de un compresor móvil, éste en la mayoría de los casos, seacciona por medio de un motor de combustión interna (Nafta, Diesel,Gas).


TIPO DE ACCIONAMIENTO:


P f I Ed d F lli


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• Con el objeto de adaptar el caudal suministrado por el compresor alconsumo que fluctúa, se debe proceder a ciertas regulaciones delcompresor. Existen diferentes clases de regulaciones. El caudal varía entredos valores límites ajustados (presiones máximas y mínimas).

Regulación pormarcha en vacío

Regulación porcarga parcial

Regulación porintermitencias

a) Regulación por escapea la atmósfera

a) Regulación de la velocidad derotación (continua)

a) Es a través de unpresostato (on-off)

b) Regulación porbloqueo de la aspiración

b) Regulación porestrangulación controlada de la

aspiración (modulante)

c) Regulación porapertura de la aspiración


REGULACIÓN:


Prof : Ing Eduardo Fenelli


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• A) Regulación por escape a la atmósfera (fig. 18)

En ésta simple regulación se trabaja con una válvula reguladora depresión a la salida del compresor. Cuando en el depósito y/o red, se haalcanzado la presión deseada, dicha válvula abre el paso y permite que elaire escape a la atmósfera. Una válvula anti retorno impide que el depósitose vacíe (aplicable sólo en instalaciones muy pequeñas). Bajo rendimientoenergético.


REGULACIÓN DE MARCHA EN VACÍO




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• B) Regulación por bloqueo de la aspiración (fig. 19)

En este tipo de regulación se bloquea el lado de aspiración. El compresorno puede aspirar y sigue funcionando en el margen de depresión. Estaregulación se utiliza principalmente en los compresores rotativos.




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• C) Regulación por apertura de la aspiración (fig. 20)

Se utiliza en compresores de émbolo de tamaño mayor. Por medio de unamordaza se mantiene abierta la válvula de aspiración y el aire circula sin que elcompresor lo comprima.




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A) Regulación de la velocidad de rotación

Si el motor es de combustión interna se ajusta en función de la presión deservicio deseada, por medio de un elemento de mando manual o automático.

Si el motor del accionamiento es eléctrico, la velocidad de rotación puederegularse de forma progresiva empleando variadores de frecuencia etc.

B) Regulación del caudal aspirado

Se obtiene por simple estrangulación de la aspiración a través de válvulas queoperan en forma modulante.


REGULACIÓN POR CARGA PARCIAL:




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•

Con éste sistema, el compresor tiene dos estados de servicio (on-off)funciona a plena carga o está desconectado. El motor de accionamientodel compresor se detiene al alcanzar la presión presión máxima (Pmax) yel arranca al bajar la presión al valor de presión mínima (Pmin).

• Los momentos de conexión y desconexión pueden ajustarse mediante unpresostato. Para mantener la frecuencia de conmutación dentro de loslímites admisibles, es necesario prever un depósito cuyo volumen permitaque el tiempo de marcha sea similar al de parada.


REGULACIÓN POR INTERMITENCIAS:




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Ejemplo Nº1

Calcular el desplazamiento de un compresor de 12.5 HP A/B que trabaja a 8 barmanométrico, la cual abastece un tanque de 1000 litros en un tiempo t = 11´ 19´´en llegar a una presión de 9 bar absoluto

19´´ / 60 = 0.32’ t = 11’ 19’’ = 11,32’

DESPLAZAMIENTO = 1000 (lts.) x (9bar) = 795 [ N l/min]

11,32 min


CÁLCULO DEL DESPLAZAMIENTO Y EL TIEMPO DE CARGA:


Desplazamiento = ()

()

Prof.: Ing. Eduardo Fenelli


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Ejemplo Nº2

Calcular el tiempo que debería tardar un equipo de 15 hp B/B en cargar un tanquede 500 litros. a 6 bar manométricos.De catálogo tenemos Desplazamiento = 1761 [Nl/min]

T (min) = V tanque (l) x Pa (bar)DESPLAZAMIENTO

T (min) = 500 (l) x (7 bar ) = 1.98 min1761 [N l/min]

0,98 min x 60 seg /min = 58.8 seg T (min) = 1’ 59’’


Desplazamiento =

()

()



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Rotores Helicoidalesde perfil asimétricos

Rotor macho5 lóbulos Rotor Hembra

6 estrías

Inyección de aceite

Aspiración

Salida aire aceitecomprimido

COMPRESOR A TORNILLO:




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COMPRESOR A TORNILLO:

o g dua do e eJTP: Ing. Luis SayagoATP: Ing. Martín Scacchi

Rotor macho5 lóbulos

Rotor Hembra6 estrías



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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:

gJTP: Ing. Luis SayagoATP: Ing. Martín Scacchi



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Compresor a tornilloClasificación en

función

del tipo de aspiración

Equipos On - Off Equipos Modulantes

Equipos conSistemas de

Aspiración integral(Pot. Var.)

INSTALACIONES INDUSTRIALESg

JTP: Ing. Luis SayagoATP: Ing. Martín Scacchi

AHORRO DE ENERGÍA:



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%DEMANDA

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23


TIPO DE DEMANDA:

gJTP: Ing. Luis SayagoATP: Ing. Martín Scacchi



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DEMANDA DE POTENCIA PARA UN EQUIPO DMD DE

VELOCIDAD VARIABLE

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

MODULANTE MECANICO

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

MODULANTE

ON-OFF

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

ON-OFF

Para el caso del compresor con sistema on-offfue tan solo del 18 % (entre 6 bar y 8 bar)

Para el caso de un compresor con modulaciónmecánica el ahorro fue del 22 % (a 8 bar

constante).

Para el caso de poseer un compresor de potenciavariable que copia la demanda el ahorro de

energía fue del 41% (a 8 bar constante).


RESULTADOS DE ENSAYOS EN AHORRO DE ENERGÍA:




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POT. = PRESIÓN X CAUDAL• 100 HP 11200 [Nl/min] Por catálogo

8bar

11200 [Nl/min] = 1244.44 l/min

9

1244.44 l/min x 7 = 8711.08 [Nl/min]

6bar

Por catálogo 8711 [Nl/min] 60 HP6bar

AHORRO POR NO GENERAR MAS PRESIÓN DE LA NECESARIA:




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Potencia en HP presión de servicio Caudal generado 30 HP 6 bar 4300 [Nl/min]

30 HP 8 bar 3700 [Nl/min]

30 HP 10 bar 3200 [Nl/min]

30 HP

13 bar

2900 [Nl/min]



40 HP 10 bar 4170 [Nl/min]

40 HP 13 bar 3680 [Nl/min]

Si tenemos un requerimiento de consumo de 3500 [Nl/min], a 7 bar y loalimento con un compresor diseñado para trabajar a 8 bar, puedo elegir uncompresor con un consumo de 30 HP. En cambio si por razones de pérdidas decarga, tengo que utilizar un compresor diseñado a 13 bar, tendré que usar unequipó de 40 hp.


NO GENERAR MÁS PRESIÓN DE LA NECESARIA:


INSTALACIONES INDUSTRIALESProf.: Ing. Eduardo Fenelli


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Ventajas

La generación de aire no depende de un solo equipo

Menor desgaste de los equipos

Tipos de cascada

Cascada Básica

Cascada Avanzada


SISTEMA DE CASCADA:




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INSTALACIONES INDUSTRIALES JTP: Ing. Luis SayagoATP: Ing. Martín Scacchi


i


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INSTALACIONES INDUSTRIALESProf.: Ing. Eduardo FenelliJTP I L i S


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TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO



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• La calidad del aire comprimido se encuentra acotado en las normasISO – 8573 – 1 en función de los siguientes parámetros.

•

Contenido de elementos sólidos en suspensión.

• Cantidad de agua.

• Cantidad de aceite.


CALIDAD DEL AIRE COMPRIMIDO




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Sólidos ensuspensión

Punto derocío

Cantidad deaceite

ISO-2.4.1


INSTALACIONES INDUSTRIALESProf.: Ing. Eduardo FenelliJTP: Ing Luis Sayago


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Clase Partícula sólida

(

m)

Punto de rocío (ºC)

Contenido de aceite

residual (mgr./m3)

1 0,1 -70 0,01

2 1 -40 0,1

3 5 -20 1

4 15 +3 5

5 40 +7 25

6 ************* +10 **************

7 ************* ************ **************

Los compresores a tornillo cumplen con la norma: ISO 3.7.4


CUADRO DE CLASIFICACIÓN DE LAS NORMAS ISO-8573-1




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• El propósito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre de

contaminantes a los diferentes puntos de consumo. Contaminantes tales comoagua, aceite, polvo, partículas sólidas, neblinas, olores, sabores y vapores.

• Los filtros de partículas están diseñados para retener partículas sólidas,interceptando las mismas mediante un elemento filtrante que puede estarconstruído con diversos medios filtrantes: papel, mallas metálicas, mallas denylon, espumas, micro fibras, etc.


FILTROS DE PARTÍCULAS




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El sistema de post - separación de aceite esun sistema que consiste en la separación delaire y el aceite en forma muy eficaz, debido alprincipio de funcionamiento denominado decoalescencia.(Se forman gotas grandes apartir de pequeñas gotas de la niebla)


FILTROS COALESCENTES:




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•

El principio de funcionamiento de éste sistema se denomina coalescencia.• Varias capas de fibra convierten las microscópicas gotas de aceite que se

encuentran suspendidas en el aire, devolviéndolas como grandes gotas lascuales precipitan hacia el fondo del separador y son eliminadas a través deun drenador automático


PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

• Como consecuencia del diseñodel filtro, también puederetener partículas sólidasincluso de menor tamaño quelas retenidas por un filtro departículas, por esto se

recomienda instalar primeroun filtro de partículas antes deuno coalescente y así evitarque éste se sature.




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• El de simple mantenimiento y alta eficiencia congran economía.

• Baja pérdida de presión en el sistema deseparación: menor de 0,25 bar, para una presión detrabajo de 7 bar.

• Amplia gama de caudales de separación, desde 1m3/min. hasta 11 m3/min.

• Grado de filtración:

• Post-separadores blindados: 1 a 3mg/m3

•

Cartucho M40: partículas de hasta 1μm; aceiteresidual hasta 0,1mg/m3.

• Cartucho M20: partículas de hasta 0,01μm;aceite residual hasta 0,01 mg/m3.

• Tiempos de reposición estimado de 4.000hs


CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES


INSTALACIONES INDUSTRIALESProf.: Ing. Eduardo FenelliJTP: Ing. Luis Sayago


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• Este sistema es empleado en instalaciones donde el aceite esperjudicial para el sistema productivo de aire comprimido.

• Cabinas de pintura•

Laboratorios• Industrias alimenticias• Sistemas de extrudados


APLICACIONES




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FILTRO DE VAPORES:

• Son filtros diseñados para remover olores, sabores y vapores orgánicos. Suprincipio de funcionamiento consiste en lechos de carbón activado que

mediante absorción remueven dichos contaminantes.

FILTRO BACTERIOLÓGICO:

• Además existen otros filtros mas específicos en el tratamiento del airecomprimido, son los llamados filtros bacteriológicos. Utilizadosprincipalmente en la industria farmacéutica y alimenticia.


FILTROS ESPECIALES




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• Hay que dedicar especial atención a la humedad que contiene el airecomprimido.

• El agua llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor. La

cantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa delaire, que, a su vez, depende de la temperatura del aire y de lascondiciones climatológicas.

• La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire.

• El grado de saturación es la cantidad máxima de agua que un m3 de airepuede absorber a la temperatura considerada.Cuando el aire está saturado la humedad relativa es del 100% y a latemperatura que se encuentra se la denomina “punto de rocío”.


TRATAMIENTO DE LA HUMEDAD

g y gATP: Ing. Martín Scacchi



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En el diagrama de la figura se muestra la saturación del aire en función de latemperatura (Grado de saturación) o sea característica del punto de rocío

INSTALACIONES INDUSTRIALES g y gATP: Ing. Martín Scacchi

. . = .

ó x 100 [%]


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• Al salir del compresor, el aire comprimido tiene una temperatura de unos

20ºC por encima de la ambiente. Para su uso, este debe ser previamenteenfriado y secado.

• Existen muchas formas constructivas para un postenfriador, las máscomunes son de casco y tubos, tubos aleteados y radiadores.

• El método más empleado es mediante un equipo post enfriador por aire.

A medida que el aire se enfría la humedad relativa aumenta hasta llegar al100%. Por ello el post enfriador posee un decantador para drenar loscondensados que se forman en el proceso, este puede ser del tipocentrífugo o drenador automático. Debe tenerse especial cuidado con ladisposición final del líquido drenado ya que forma una emulsión

sumamente corrosiva con residuos de aceite.• Este equipo es recomendado para líneas que poseen secador frigorífico, ya

que es necesario un previo enfriamiento del aire para el funcionamientode esos equipos.

INSTALACIONES INDUSTRIALESATP: Ing. Martín Scacchi



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CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES:• Económicos.

• Fáciles de instalar y de bajo mantenimiento.

• Bajo consumo energético.

•

Operación automática.

Postenfriador Aire-Aire


POSTENFRIADORES AIRE-AIRE

ATP: Ing. Martín Scacchi



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• Tienen alta eficiencia, menor necesidad de espacio y mayor costo deoperación e instalación.

Postenfriador Aire-Agua


POSTENFRIADORES AIRE-AGUA




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• Hay que dedicar especial atención a la humedad que contiene el airecomprimido, la presencia de condensados en el aire produce diversosproblemas tales como corrosión, mal funcionamiento de herramientasneumáticas, válvulas de accionamiento y control, etc.

• La cantidad máxima de vapor de agua que un gas puede contener dependede su presión y temperatura. Cuando a una determinada temperatura y

presión la concentración de vapor de agua es la máxima, se dice que el aireestá saturado y a esta temperatura se llama punto de rocío.

• Un punto de rocío de 3ºC a 7 bar equivale a un punto de rocío de -21ºC apresión atmosférica.

• Para la mayoría de las aplicaciones industriales el punto de rocío de trabajonormal es de 3ºC.


SECADORES




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SECADORFRIGORÍFICO

Principios de funcionamiento:

Frigorífico: la máquina frigorífica le quita calorías al airehúmedo a través de un gas refrigerante lograndocondensar las moléculas de agua para luego ser separadas.

Adsorción: las moléculas de agua son retenidas en lasuperficie de una sustancia adsorvente. Ej: alúmina activaPasando parte del aire seco en contracorriente se regenerala sustancia adsorvente.

Absorción: las moléculas de agua penetran en la masa de

la sustancia absorvente saturándola y teniendo ésta queser reemplazada.

Membrana: es un método mecánico de filtración. Se hacepasar el aire por un material con micro poros en donde sesepara el agua, por medio de una membrana.

SECADOR PORADSORCIÓN

SECADOR POR

ABSORCIÓN

SECADOR PORMEMBRANA


TIPOS DE SECADORES



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El secador de aire frigorífico consta de doscircuitos de circulación: de aire comprimido y derefrigeración.Por el primero pasa el aire de servicio a secar yen el segundo circuito se encuentra un gas

refrigerante (R134A). Una purga automática enel postfiltro coalescente drena el aguacondensada, generada en el proceso.Solo pueden ser utilizados en sitios donde elpunto de rocío sea mayor o igual a 0 ºC ya quede lo contrario el agua se congela y obstruye la

tubería. Por lo general son utilizados a 3 ºC.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS:• Instalación sencilla.• Económicos.• Simple mantenimiento.• Reducido tamaño y peso.


FUNCIONAMIENTO DE UN SECADOR FRIGORÍFICO



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Su principio de funcionamiento permiteque se alcancen puntos de rocío por debajode 0 ºC pudiendo alcanzar hasta -40 ºC.

Trabajan utilizando materiales desecantes,que son aquellos que tienen la propiedad deadsorber agua, capacidad que se vaperdiendo al irse saturando de esta, pero lacual pueden recuperar regenerándose,

mediante diversos métodos.

PR= -40 ºC

SECADORES REGENERATIVOS O POR ADSORCIÓN



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Sin Calor: AtmosféricoVacíoSoplado

Con Calor: Calentadores internosCalentadores ExternosCalor de compresión

PRINCIPALES MÉTODOS DE REGENERACIÓN



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El secado por absorción es un procedimientopuramente químico.

El aire comprimido pasa a través de un lecho

de sustancias secantes.

En cuanto el agua o vapor de agua entra encontacto con dicha sustancia, se combina

químicamente con ésta.

El material secante una vez saturado sedescarta y se carga con nuevo material.

SECADO POR ABSORCIÓN



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CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES:

• Instalación simple

• Reducido desgaste mecánico, porque el secador no tiene piezas móviles.

•

No necesita aporte de energía exterior.

• Se utilizan en puntos de consumo puntuales (bajos caudales).

Los secadores por absorción se utilizan para caudales reducidos , en procesos quenecesitan un secado moderado. Son especialmente aptos para lugares muy

compactos y en lugares carentes de energía eléctrica.



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INSTALACIONES INDUSTRIALESProf.: Ing. Eduardo FenelliJTP: Ing. Luis SayagoATP: Ing Martín Scacchi


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NORMAS ISO-8573-1


ESQUEMA GENERAL DE UNSISTEMA DE TRATAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO



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ESQUEMA IDEAL PARA UN TRATAMIENTO DE AIRE CON SISTEMA DE GENERACIÓN TRADICIONAL



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ALMACENAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO



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ALMACENAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO




62/88

• El caudal de suministro del compresor.

• El consumo de aire.

• El consumo instantáneo de aire.

•

La red de tuberías (volumen suplementario)• El tipo de regulación (si se trata de un sistema modulante, on - off, etc..

• La cantidad de marcha y parada admitidas por el equipo

• La diferencia de presión admisible en el interior de la red.


FACTORES QUE DETERMINAN EL TAMAÑO DEL TANQUE PULMÓN:



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Datos para ingresar al ábaco y obtener el Volumen del tanque pulmón VTK:

Caudal [Q] Diferencia de presión admitida [∆P] Frecuencia de conmutación [Z]

Ejemplos:• Caudal consumido Q = 20 m3/min.• Diferencial de presión admisible por el usuario ∆P= 1(bar)

• Determinar el volumen necesario de acumulación teniendo en cuenta unSISTEMA ON-OFF Frecuencia de conmutación de la válvula por hora Z = 20

• Determinar el volumen necesario de acumulación teniendo en cuenta unSISTEMA MODULANTE (CON Z=60)

• Determinar el volumen necesario de acumulación teniendo en cuenta unSISTEMA DE POTENCIA VARIABLE (CON Z > 240)


DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO DEL TANQUE PULMÓN:



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g


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g

DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO



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• Como resultado de la racionalización y automatización de los dispositivos defabricación, las empresas precisan continuamente una mayor cantidad de aire.Cada máquina y mecanismo necesita una determinada cantidad y calidad de aire,siendo abastecido por uno o varios compresores, a través de una red de tuberías.

• El diámetro de las tuberías debe elegirse de manera que la pérdida de presiónentre él depósito y el punto de consumo no sobrepase 10 kPa (0,1 bar).

• En la planificación de instalaciones nuevas debe preverse una futura ampliaciónde la demanda de aire, por cuyo motivo deberán dimensionarse generosamentelas tuberías. La amortización de una instalación puede ser de varios años, por locual debe tener un funcionamiento y rendimiento adecuados durante el tiempoestipulado.

DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO



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• El diámetro de las tuberías “NO” debería elegirse conforme a otros tubosexistentes ni de acuerdo con cualquier regla empírica, sino en conformidadcon:

• 1) El caudal generado.

• 2) El caudal consumido considerando los factores de utilización y

de simultaneidad.

• 3) La presión de servicio.

•

4) La pérdida de presión admisible.

DIMENSIONADO DE LAS TUBERÍAS



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• El caudal de consumo en una industria es de 4 m3/min. (240 m3/h).En 3 años aumentará en un 300%, o sea 12 m3/min. (720 m3/h).

• El consumo total será de 16 m3/min. (960 m3/h).

• La red tiene una longitud de 280 m; comprende 6 piezas en T, 5 codos

normales, 1 válvula de cierre.

• La pérdida admisible de presión es de ∆p = 10 kPa (0,1 bar).

• La presión de servicio es de 800 kPa (8 bar).

Se busca:

• El diámetro de la tubería

Entrando al nomograma con los datos dados, permite determinar en formaprovisional una primera aproximación el diámetro buscado de las tuberías.

CÁLCULO DE UNA TUBERÍA



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• En el nomograma, unir (longitud de la cañería) con el (caudal de aireaspirado) y prolongar el trazo hasta (eje 1).

• Unir (presión de servicio en bar) con la (pérdida de presión admisible en

bar) y prolongar el trazo hasta (eje 2)

• Unir los puntos de intersección de los ejes 1 y 2. Esta línea corta la D(diámetro nominal de la cañería) en un punto que proporciona el diámetrodeseado.

• En este ejemplo, se obtiene para el diámetro un valor de 90 mm.

SOLUCIÓN



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INSTALACIONES INDUSTRIALES Prof.: Ing. Eduardo FenelliJTP: Ing. Luis SayagoATP: Ing. Martín Scacchi


72/88

•

Para calcular el valor definitivo de la tubería debemos tener en cuenta losaccesorios en la red (válvulas, codos, etc.) los cuales agregan resistencia alpaso del aire y provocan caídas de presión en la red.

• Las resistencias de los elementos estranguladores (válvula de cierre, válvulaesquinera, pieza en T, compuerta, codo normal) se indican en longitudes

suplementarias.

• Se entiende por longitud suplementaria a la longitud de una tubería rectaque ofrece la misma resistencia al flujo que el elemento estrangulador o elpunto de estrangulación.

• La sección de paso de la "tubería de longitud suplementaria" es la mismaque la tubería.



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74/88

PIEZAS EN T ……………………… 6 X 10,5 mts…………63 mts.

VÁLVULA DE CIERRE ….……… 1 X 32 mts ……..……32 mts.

CODOS NORMALES ….…………… 5 X 1 mts…..…………..5 mts.

TOTAL ….……………… 100 mts.

LONGITUD EQUIVALENTE =LONG. REAL + LONG SUPLETORIA

LONGITUD EQUIV. = 280 mts. + 100 mts. = 380 mts

CÁLCULO DE LA LONGITUD EQUIVALENTE



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95 mm



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• No solamente importa el dimensionado correcto del diámetro de lastuberías, sino también el tendido de las mismas.

• Las tuberías requieren un mantenimiento y vigilancia regulares, por cuyomotivo deben instalarse a la vista y de fácil acceso.

• Es importante la detección de posibles fugas. Pequeñas faltas deestanqueidad ocasionan considerables pérdidas de presión.

TENDIDO DE LA RED



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• En el tendido de las tuberías debe cuidarse, sobre todo, de que la tuberíatenga un descenso o pendiente en el sentido de la corriente, del 1 al 2%.


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Para recoger y vaciar el agua condensada se disponen tuberías especiales en la parteinferior de la principal



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• En la mayoría de los casos, la red principal se monta en circuito cerrado.

Desde la tubería principal se instalan las uniones de derivación.

• Con este tipo de montaje de la red de aire comprimido se obtiene unaalimentación uniforme cuando el consumo de aire es alto. El aire puedepasar en dos direcciones. En este caso no se le da pendiente a la cañería.


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82/88



83/88



84/88



85/88

Para máquinas destinadas a funcionar por encima de los 1000 m sobre el nivel delmar se puede tener en cuenta la reducción de temperatura ambiente quegeneralmente se presenta a causa de la altura, pero también debe tenerse

presente la variación de la densidad del aire.

TABLA 2.1 - Temperaturas ambientes máximas presumibles.

Se considera que la reducción de capacidad de refrigeración por disminución de ladensidad del aire, se compensa con la reducción de temperatura ambiente

indicada.



86/88



87/88



88/88

5.1- aire comprimido (1)

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