Aire Comprimido Basico
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Aire Comprimido Bsico
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El aire es un gas invisible, incoloro y sin sabor, consistente principalmente
de nitrgeno (78 %) y oxgeno (21 %).
Bases del Aire Comprimido
21 % Oxigeno
78 % Nitrgeno
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Bases del Aire Comprimido -
Definiciones
De acuerdo al diccionario, el aire comprimido es aire que es reducido en volumen por presion y
contenido en un recipiente: la fuerza
con la que se expande cuando es
liberado es utilizada para operar
maquinas.
Cuando es controlado apropiadamente, el aire comprimido
puede ser usado para realizar un
trabajo.
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La energa del aire comprimido contenida en un globo es igual a la
energa requerida para inflarlo.
Durante su vuelo, el globo disipa energa igual a la energa requerida para llenarlo.
Aire Comprimido es Energa Almacenada...
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Bases del Aire Comprimido - Definiciones PCM (CFM)/Capacidad Pies Cubicos por Minuto. Esta es una medida de
el volumen de aire comprimido requerida para realizar una funcion en
particular.
LPC (PSIG) Libras por Pulgada Cuadrada. Esta es la presion requerida del sistema para realizar una funcion en particualar. Nota: Incrementar el ajuste
de presion del interruptor NO hace que de mas aire!
Punto de Roco (Dew Point) La temperatura de un gas a cierta presion en la cual el vapor comienza a condersarse.
Caballos de Potencia al Freno (Brake Horse Power) (BHP) Es la entrega total mecanica requerida incluyendo todas las perdidas por friccion.
Potencia Especifica (Specific Power) Es la entrega de potencia por unidad de capacidad de compresor. (p.e. BHP/100 PCM mecanico o KW/100 PCM - paquete).
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Bases del Aire Comprimido - Definiciones
Presin Absoluta La suma de las presiones del medidor y atmosferica (100 lpc + 14.5 lpc = 114.5 lpc absoluta)
Relacin de Compresin La relacion de la presion de descarga absoluta a la presion de admision absoluta (100 lpc +
14.5 lpc) / 14.5 lpc = relacion 7.9)
Humedad Relativa La relacion de la presin actual parcial de vapor de agua en una mezcla de aire/agua con la presin de
vapor saturado a la temperatura de bulbo seco, en porcentaje
(%).
Inter-enfriador - Enfriamiento de el gas entre las etapas de compresin.
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Ejemplo Relacin de Compresin
Relacin de Compresin = Presin de Descarga Absoluta
Presin de Succin Absoluta
Recuerda: Presin de Descarga Absoluta = Presin de Descarga
de manmetro + Presin Baromtrica (LPCA)
Ejemplo:
14.5 LPCA Presin Succin
100 LPCM Presin Descarga
Relacin de Compresin = (14.5 + 100) / 14.5 = relacin 7.9
A
14.5 LPCA @
Nivel del mar
B
100 LPCM
114.5 LPCA
@ nivel del mar
Nota: Caja B es 7.9
veces mas pequea que
la A.
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Al reducir el espacio, las molculas de aire encerradas son
presionadas juntas, comprimidas.
Principios de Compresin
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Ley de Boyle
PRESION INICIAL VOLUMEN FINAL
PRESION FINAL = VOLUMEN INICIAL
(P1V1 = P2V2)
Asumiendo que la temperatura permanece constante!
Nota:
Si se dobla la presin, se reduce el volumen en la mitad.
Si se dobla el volumen, se reduce la presin en la mitad.
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Ejemplo Ley de Boyle
El cliente tiene un compresor rotativo de 25 HP a 100 PCMA @ 100 LPCM
Sin embargo, solo puede mantener 80 LPCM en el rea de produccin.
Cuanto mas aire necesita el cliente para mantener las 100 LPCM requeridas en el cabezal de la planta?
Utilizando la ley de Boyle:
100 PCMA x 100 PLCM = (X) PCMA x 80 PLCM
Un poco de lgebra:
100 PCMA x 100 LPCM / 80 LPCM = 125 PCMA
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Mediciones
Flujo de Volumen
Es importante entender que la capacidad (medicin del flujo en volumen) como se usa en la industria del aire comprimido no es
la medida del volumen de gas actual en estado comprimido,
sino aire que ha sido re-expandido y regresado a condiciones
de succin.
Ejemplo:
Un compresor ideal de 100 PCM toma 100 PCM de aire
atmosfrico (ambiente) a travs de la succin y lo comprime a
100 LPC. Los 100 PCM originales han sido apretados a travs
de una relacin de 7.9 y ahora ocupa 12.8 pies cbicos es su
estado comprimido.
Relacin de compresin = (14.5 + 100) / 14.5 = 7.9 ratios
100 pies cbicos / 7.9 = 12.8 pies cbicos
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Desplazamiento Positivo- Un volumen de aire es atrapado dentro de un espacio cerrado. El volumen es reducido causando
un incremento en la presin (compresin). El aire comprimido es
obtenido forzando aire dentro de un volumen pequeo.
Reciprocante Tornillo Rotativo
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Compresor Dinmico El incremento en la presion estaticata es obtenido al convertir energia cinetica en energia
de presion al apsar el gas a traves de la maquina.
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Una Etapa Compresor en el cual la presion de aire es incrementada
desde la presion de admision a la
presion final de descarga en un
ciclo de compresion. Como regla
general, 100 LPCM es
normalmente la presion de
descarga continua para
compresores reciprocantes de una
etapa.
Succin Descarga
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Dos Etapas - Compresores en los cuales la presin es incrementada desde la presin
de admisin a la presin de descarga en dos
ciclos de compresin. Compresores con
etapas incluyen nter enfriadores para disipar
el calor disipado generado por la primer
etapa de compresin. 250 LPCM es
normalmente la presin de descarga continua
mxima para compresores de dos etapas.
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Conceptos Bsicos del Aire
Comprimido
La presin de aire actual depende de la elevacin
relativa al nivel del mar.
Al nivel del mar, la presin atmosfrica es igual a
14.7 LPCA (Libras por
pulgada Cuadrada
Absolutas).
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En el Valle de la Muerte que se encuentra a 500 pies por
debajo del nivel del mar la
presin es de 14.94 LPCA.
Conceptos Bsicos del Aire
Comprimido
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En la cima del monte Everest la cual esta a
29,000 pies sobre el nivel
del mar la presin es
solamente de 4.56 LPCA.
Nota: Por cada 1000 pies de elevacin sobre el
nivel del mar, la presin ambiental decrece
aproximadamente 0.5 LPCA.
Conceptos Bsicos del Aire
Comprimido
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Presin en Relacin a la Elevacin
La presin baromtrica decrece con incrementos en la altura y
se incrementa cuando la altitud decrece.
La relacin de compresin se incrementa segn aumenta la
altitud.
Ejemplo:
3,000 Sobre el Nivel del mar = 13.19 LPCA Baromtrica
Manteniendo la presin de descarga a 100 LPCM
Relacin de Compresin = (13.19 + 100) / 13.19
= 8.6 ratios Notas:
Incremento en la relacin de compresin = incremento en la temperatura de compresin.
Incremento en la relacin de compresin = incremento en los requerimientos de potencia.
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ACFM Flujo absoluto de aire en cierto punto a cierta condicion en ese punto. Medido en la admision del compresor.
ICFM Flujo en CFM a traves del filtro de succion o valvula de admision bajo condiciones medidas
FAD Entrega de aire libre igual a ACFM.
SCFM Flujo standard de aire libre medido y convertido a condiciones de referencia standard (14.5 PSIA, 68 F, y 0 % humedad relativa).
NOTA: A condiciones standard los valores de ACFM, ICFM y SCFM son iguales.
De Acuerdo al Instituto de Aire y Gas
(CAGI)...
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Notas Importantes Referente a
ACFM & SCFM Los compresores Reciprocantes y de Tornillo son medidos en
condiciones de admisin; ACFM.
Secadores, filtros y todo el equipo en la lnea es medido en condiciones de descarga; SCFM.
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Conversion ACFM a SCFM Primero, convertir temperatura del sitio a absoluta; F + 460 = R (Rankin)
Segundo, determinar presin atmosfrica a la altura del sitio
Tercero, conocer que standares utilizar. Los standares universales del CAGI aceptados son 14.5 PSIA (nivel del mar), 0 % humedad relativa y 68 F
68 F + 460 = 528 R
ACFM = SCFM x 14.5 x temperatura sitio (R)(presin atmosfrica @ sitio (HR sitio x presion de vapor @ temperatura del sitio) x
528)
Ejemplo, 1000 pies elevacin, 95 F, 80 % HR. Se conocen 750 SCFM, cuales son los correspondientes ACFM?
ACFM = 750 x 14.5 x (95 F + 460)/(14.172 (.8 x .8153) x 528) = 845 ACFM
Nota, a estas condiciones se necesita vender un compresor de 200 HP en lugar de uno de 150 HP
Modo Facil: Use Virtual Engineer!
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Regla General
Un compresor industrial entrega
aproximadamente 4-5 CFM por HP a 100 PSIG
presin de descarga.
Por ejemplo, un compresor de tronillo entrega
aproximadamente 100 ACFM @ 100 PSIG
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Para obtener 1 hp de trabajo de un motor de aire se requieren aproximadamente 30 SCFM de aire a 90 psig.
Lo que requiere de 6-7 hp en la flecha del compresor para producir este aire comprimido.
Asumiendo una eficiencia del 90 % del motor, esto significa de 7-8 hp de energa elctrica para entregar 1 hp de aire
comprimido en la planta.
La eficiencia neta es aproximadamente 12.5 % de la energa de entrada que esta disponible como energa til de trabajo.
Si bien el Aire Comprimido es Considerado
el Cuarto Servicio, es el Servicio mas
Ineficiente en la Planta....
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Entonces Que pasa con el restante
87.5 % de la Energa Entrante?
Es convertida en Calor. Ntese que una de las leyes
fundamentales de la
termodinmica establece que
la energa no se crea ni se
destruye. La energa
simplemente no
desaparece.....
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Entonces Porque Utilizar Aire
Comprimido si es tan Ineficiente?
Por que es inherentemente mas seguro que la electricidad. Una
fuga de aire comprimido muy
probablemente no mate a alguien.
Las herramientas de uso en punto son mas econmicas, trabajan
mas fras y son mas ligeras.
Manufactureros pueden producir equipo de produccin utilizando
componentes neumticos mas
barato que utilizando
componentes elctricos.
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Por que la industria necesita aire comprimido?
Por energa: El aire comprimido es un excelente medio para almacenar y transmitir energa para realizar un
trabajo.
Por requerimientos de proceso: El aire comprimido requerido como parte activa de un proceso (p.e. qumica,
farmacutica, fermentacin, etc.)
Energa en forma de aire comprimido es utilizada para mover equipo neumtico de produccin.
P.E. motores de aire, actuadores, instrumentacion, herramientas, etc.
Para enfriar componentes o partes durante la fabricacin
Para soplar material de desperdicio
Conceptos Bsicos del Aire
Comprimido
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Marcas de Compresores
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Marcas de Compresores