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HIDRAULICA Y NEUMATICA

Alumno: Ocampo, Nicolás.

Tema: 1

Fecha de entrega: 26 de Octubre.

Año: 2015.

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ÍNDICE: PÁG/S.:

CONSIGNAS……………………………………………………………………………………………3

RESPUESTAS…………………………………………………………………………………………..4

BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………………………..11

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Consignas:

1) Enuncie y desarrolle conceptualmente las características del aire comprimido.

2) Unidad de medida: Enuncie las unidades de medida utilizadas en el Sistema Internacional (SI) determinando cuales son las unidades básicas y cuales las suplementarias.

3) Enuncie con sus palabras las Leyes de Boyle Mariotte y Charles Gay-Lussac.

4) Ejercicio:

Un recipiente herméticamente cerrado contiene aire a una presión relativa de 5 bar. EL volumen de dicho recipiente es de 12 l.. Si el volumen se reduce hasta 3,5 l.: ¿Cuál será la presión absoluta y cual la relativa del gas para la misma temperatura?

5) Ejercicio: Supóngase que en una válvula de presión de salida relativa de 8 bar considerando una caída de presión entre la entrada y la salida de 1 bar y un coeficiente Kv=11: Calcular el caudal de aire a la presión atmosférica que podrá circular en esas condiciones.

6) En el siguiente circuito neumático enumere y enuncie cada uno de los componentes que lo conforman. (Ver pág. 8)

7) Enuncie el funcionamiento de los compresores a pistón y turbo compresores.

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Respuestas:

1) Básicamente se puede decir que el aire comprimido es una fuente de energía recomendable por su fluidez, compresibilidad y elasticidad. Cada uno de estos ítems se distinguen por:

- Fluidez: Evita que las partículas tengan resistencia al movimiento.

- Compresibilidad: Logra reducir el volumen de un cierto volumen de gas si este se encuentra en un recipiente herméticamente cerrado.

- Elasticidad: Permite que al comprimir el gas en un mismo recipiente se

forme una determinada presión normal a la misma superficie.

Entre otras características encontramos también:

- Es barato y es utilizado en cantidades ilimitadas.

- No es necesario sustituir ni reciclar.

- Se transporta con facilidad por las tuberías.

- El aire comprimido se puede almacenar en calderines.

- En menos sensible a las variaciones de temperatura que los aceites,

garantizando un trabajo seguro.

- No tiene ningun riesgo de incendio.

- Es limpio y no provoca averías en el vehículo.

- Los componentes neumáticos son más sencillos de fabricar y tienen un

menor coste económico.

Además podemos nombrar algunas características negativas del aire comprimido:

- Antes de emplear el aire comprimido es necesario limpiarlo bien de

las partículas abrasivas, impurezas y humedad que pueda tener en suspensión.

- Los circuitos neumáticos no son adecuados pra realizar circuitos que

trabajen con mucha presión en los desplazamientos.

- El aire comprimido se emplea para realizar esfuerzos medios,

condicionado por la presión de tarado.

- El escape de aire produce ruidos molestos.

- Cuando el compresor lleva muchas horas trabajando, el aceite de

escape se puede mezclarse con el aire comprimido y ser expulsado de la

instalación.

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2) Unidades de medida

De acuerdo al Sistema Internacional (SI), las unidades de medidas son las siguientes:

Unidades Básicas

Magnitud Unidad Símbolo

Longitud metro [m]

Masa Kg.masa [Kg]

Unidades Suplementarias

Magnitud Unidad Símbolo

Ángulo plano Radian [Rad]

3) Según las leyes fundamentales de la Neumática podemos distinguir dos de las que se

utilizan hasta hoy día:

Ley de Boyle – Mariotte: Es aplicada a gases perfectos y explica que:

“A temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión que

este ejerce.”

(Representación gráfica, masa y temperatura constante.)

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Ley de Gay – Lussac: También es aplicada a gases perfectos y explica que: “A volumen constante, la presión es directamente proporcional a la temperatura”

(Representación gráfica, la pendiente de la recta es la constante.)

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4) Datos:

Prel= 5 bar

V1= 12 l V2 =3.5 l

T= cte.

Por Ley de Boyle – Mariotte:

5) Datos:

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6) Circuito Neumático:

Cilindro

doble efecto

Válvula 5/2 Deposito de aire

comprimido

Válvula Y

Válvula estranguladora

unidireccional

Electroválvula Electroválvula

Electroválvula

Electroválvula

Fuente de energía de presión

Unidad de mantenimiento

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7) Compresores a pistón: Funcionamiento. Siendo los de uso más difundidos, la compresión se logra por el movimiento alternativo de un pistón accionado por un mecanismo biela-manivela. Posee dos carreras: descendente y ascendente, siendo en la primera donde se abre la válvula de admisión y el cilindro se llena de aire para luego en la siguiente carrera comprimirlo y así salir por la válvula de descarga. En una etapa de ciclo normal de compresión no podrá obtenerse presiones elevadas con un buen rendimiento por lo que se deberá recurrir a dos o más etapas en donde el aire comprimido a baja presión de una etapa llamada “de baja” es vuelvo a comprimir en otro cilindro en una segunda etapa denominada “de alta” hasta la presión final para su utilización. En el caso de estos compresores se produce una elevación de temperatura, por lo que habrá que refrigerar el aire en las dos etapas para obtener una temperatura final de compresión más baja y con mucho mejor rendimiento; ésta refrigeración puede hacerse por aire o agua según el tipo de compresor y su presión de trabajo.

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Turbocompresores: Funcionamiento. Es un sistema de sobrealimentación que usa

una turbina centrífuga para accionar mediante

un eje coaxial con ella, un compresor centrífugo

para comprimir gases. Este tipo de sistemas se

suele utilizar en motores de combustión

interna alternativos, especialmente en los

motores diésel.

En los motores sobrealimentados mediante este sistema, el turbocompresor consiste en

una turbina accionada por los gases de escape del motor de explosión, en cuyo eje se fija

un compresor centrífugo que toma el aire a presión atmosférica después de pasar por el

filtro de aire y luego lo comprime para introducirlo en los cilindros a mayor presión.

Los gases de escape inciden radialmente en la turbina, saliendo axialmente, después de

ceder gran parte de su energía interna (mecánica + térmica) a la misma.

El aire entra al compresor axialmente, saliendo radialmente, con el efecto secundario

negativo de un aumento de la temperatura más o menos considerable. Este efecto se

contrarresta en gran medida con un enfriador (intercooler).

Este aumento de la presión consigue introducir en el

cilindro una mayor cantidad de oxígeno (masa) que la

masa normal que el cilindro aspiraría a presión

atmosférica, obteniéndose más par motor en cada

carrera útil (carrera de expansión) y por lo tanto

más potencia que un motor atmosférico de cilindrada

equivalente, y con un incremento de consumo

proporcional al aumento de masa de aire en el motor

de gasolina. En los diesel la masa de aire no es

proporcional al caudal de combustible, siempre entra aire en exceso al ser por inyección el

suministro de combustible al cilindro, por ello es en este tipo de motores en donde se ha

encontrado su máxima aplicación (motor turbodiésel).

Los turbocompresores más pequeños y de presión de soplado más baja ejercen una

presión máxima de 0,25 bar (3,625 psi), mientras que los más grandes alcanzan los 1,5 bar

(21,75 psi). En motores de competición se llega a presiones de 3 y 8 bares dependiendo de

si el motor es gasolina o diesel.

Como la energía utilizada para comprimir el aire de admisión proviene de los gases de

escape, que se desecharía en un motor atmosférico, no resta potencia al motor cuando el

turbocompresor está trabajando.

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Bibliografía:

Carpeta de clase.

Cuadernillo Hidráulica y Neumática.

http://www.google.com.ar/

http://es.wikipedia.org/

http://www.boge.com/mx/artikel/download/Catalogos304_ES_Piston.pdf