03 Compresion y Distribucion Del Aire WEB Imprimir

5/16/2018 03 Compresion y Distribucion Del Aire WEB Imprimir - slidepdf.com

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automatización industrial · UD2 automatismos neumáticos

Universidad de Oviedo Area de Ingeniería de Sistemas y Automática

1



compresión y distribución del aire Universidad de Oviedo

ISA

sumar o

1 · com resores

2 · rendimiento volumétrico

3 ·

4 · deshidratación del aire

5 · secadores de aire

6 · filtro de línea rinci al

7 · distribución del aire

8 ·

9 · purgas automáticas

10 · selección del tamaño de los conductores principales de aire

11 · materiales ara la tubería212 · sistemas de conexión




ISA

compresores

mecánica de un motor eléctrico o de combustión en energía de presión,necesaria para accionar los elementos motores neumáticos

3




ISA

compresores · compresor pr nc pa e a ora or o

4




ISA

compresores · pos e compresores

ALTERNATIVOS ROTATIVOS

EMBOLO PALETADIAFRAGMA TORNILLO

5




ISA

compresores · compresor e m o o e una e apa

.aspiración, el aire llena la cavidad del pistón. En la fase de compresión, aldesplazarse el émbolo hacia arriba, reduce el volumen del gas y lo

impulsa hacia la línea de distribución

-

6




ISA

compresores · compresor e m o o e os e apas

ambas para reducir el calor excesivo que se crea y así aumentar sueficacia

~

7




ISA

compresores · compresor e a ragma

.Una membrana se interpone entre el aire y elpistón, de forma que se aumenta su superficie

útil y evita que el aceite de lubricación entre encontacto con el aire

estos compresores proporcionan aire limpio,

por lo que son adecuados para trabajar enindustrias químicas o alimentarias

•

• libre de aceite

• caudales hasta 1.500 m / h

8




ISA

compresores · compresor e pa e as es zan es

cilíndrico. Este rotor está provisto de aletas que se adaptan a las paredesdel cárter, comprimiendo el aire que se introduce en la celda de máximo

• Caudales 150 m3/h y 7 baresvolumen

• Varias etapas 1.400 m3/h

10 bares

9




ISA

compresores · compresor e pa e as es zan es · u r cac n

,lubricar las piezas móviles y reducir el rozamiento de las paletas

• Tª final 190 ºC

10




ISA

compresores · compresor e orn o

e impulsan el aire de forma continua. El rotor macho, conectado al motor,arrastra al rotor hembra como consecuencia del contacto de sus superficies,

sin ningún engranaje auxiliar. El volumen libre entre ellos disminuyecomprimiendo el aire

• Caudales > 24.000 m3 / h

• Presión < 10 bares,2 etapas < 30 bares

11




ISA

compresores · ur ocompresor ra a

, . . . .,impulsa el aire, y aprovecha su energía cinética para obtener presionesde trabajo de unos 8 bar, aunque existen equipos que aportan presiones

superiores y caudales de más de 150.000 m /h

• Caudales > 220.000 m / h

• Presión hasta 300 bares

12




ISA

•

compresores · regu ac n

• regulación por intermitencias

• regulación por bloqueo de aspiración• regulación por apertura de aspiración

• regulación de aspiración

13




ISA

compresores · regu ac n · por escape a a a m s era

,atmósfera el exceso que se aporte. Sólo es apto para instalaciones muypequeñas, ya que supone una pérdida de aire

14




ISA

el motor de accionamiento del com resor se desconecta al lle ar a una

compresores · regu ac n · por n erm enc as

determinada presión y vuelve a conectarse al bajar la presión del sistema.Esta regulación se controla con un presostato de máxima-mínima y precisa de un

.pequeñas potencias. Para potencias altas, las continuas paradas y puestas enmarcha del motor pueden perjudicarlo

15




ISA

compresores · regu ac n · por oqueo e asp rac n

.la aspiración, el compresor mantiene su trabajo en régimen de depresión ysin aporte de aire al sistema

16

ó d b ó d l




ISA

compresores · regu ac n · por aper ura e asp rac n

.La válvula de aspiración se mantiene abierta, con lo que el pistón se mueveen vacío y con consumo mínimo de energía

17

ió di ib ió d l i




ISA

compresores · regu ac n · e asp rac n

al consumo. Se utiliza en compresores rotativos y centrífugos

18

ió di t ib ió d l i U i id d d O i d




ISA

•

compresores · ugar e emp azam en o

insonorizado.

• el recinto debe estar bien ventilado y el aire aspirado debe ser lo másfresco, limpio de polvo y seco posible.

19

ió di t ib ió d l i Universidad de Oviedo




ISA

compresores · capac a norma e compresor

estándar, en Nm3/s o /min, Ndm3/s o Nl/min

el caudal puede describirse también como volumen desplazado o"volumen teórico de entrada"

Q(l/min) = área del émbolo (dm2) x longitud de carrera (dm) x

nº cilindros de primera etapa x velocidad de giro (rpm)

pérdidas volumétricas. es imposible descargar la totalidad del airecomprimido del cilindro al final de la carrera de compresión (volumenmuerto)

p r as rm cas. uran e a compres n e a re se ca en a, por o an osu volumen aumenta y disminuye cuando se enfría a temperatura

ambiente20





ISA

ren m en o g o a e compresores e y e apas

el consumo específico de energía es una medida del rendimiento global

como promedio se puede estimar que se necesita 1 KW de energíaeléctrica para producir 120-150 l/min a 7 bares de trabajo

21





ISA

•

accesor os e compresor · acumu a or e a re compr m o

• permite tiempos de descanso en el compresor • facilita el enfriamiento del aire

• retiene las impurezas

22




compresión y distribución del aire ISA

accesor os e compresor · se ecc n e ama o e ca er n

compresor, el tamaño del sistema y el hecho de que la demanda searelativamente constante o variable

V0 = 250 · Qn / Z · (P1-P2)

V0 volumen nominal del calderin con P0 = 1,013 bar

P1 presión máxima en el interior del tanqueP2 presión mínima en el interior del tanqueQn caudal suministrado por el compresor en m3/h

23





accesor os e compresor · ro e asp rac n

ser la instalación de un filtro eficaz y adecuado para impedir el desgasteexcesivo de cilindros, anillos del émbolo, etc.. que es provocado por el

efecto abrasivo de estas impurezas

24





•

accesor os e compresor · re r gerac n e compresor

,irradiar el calor

• los com resores ma ores van dotados de un ventilador adicional, ue

evacua el calor • en compresores de más de 30 KW de potencia, se emplea refrigeración

por aceite

25


ISA




es ra ac n e a re

consumo, limpio, seco y con la mínima pérdida de presión

, ,

bajo rendimiento y más coste de producción

26


ISA




es ra ac n e a re · pos -en r a or re r gera o por a re

y sobre los cuales se hace pasar una corriente de aire frío por medio de unventilador

la temperatura del aire comprimidode salida está 15 °C por encima de

27la del aire de refrigeración


ISA



p y ISA

es ra ac n e a re · pos -en r a or re r gera o por agua

conductos en los que el agua circula por un lado y el aire por otro,normalmente de forma que el flujo de ambos sea en sentido contrario a

través del refrigerador

la temperatura del aire

10 °C por encima de la del

a ua de refri eración28


ISA



p y ISA

seca ores e a re · por a sorc n

agente secante que reacciona con la humedad,drenándose posteriormente

agente secanteyeso deshidratado o cloruro de magnesio quecon ene en orma s a c oruro e o ocloruro de calcio

su consumo depende de Tª, HR, velocidad depaso del aire

• º

• apto para pequeñas instalaciones

29


ISA



p y

en una cámara vertical está contenido

seca ores e a re · por a sorc n

un producto químico (sílicagel o alúminaactivada en forma granular), que por

m o os s cos a sor e a ume a eaire comprimido. Cuando se satura, sere enera mediante secado or calentamiento

entre un 10% un 20% del aire seco pasa por la otra columna

– º

accionada por un temporizador

30


ISA



seca ores e a re · por re r gerac n

que incorpora un circuito derefrigeración con dos

intercambiadores de calor es posible una temperaturade salida de 2 ºC

31


ISA



P = 1 bar (abs.)

1ª ETAPA 2ª ETAPA 3ª ETAPA 4ª ETAPA

P = 10 bar (abs.)P = 10 bar (abs.) P = 10 bar (abs.)P = 1 bar (abs) P = 10 bar (abs) P = 10 bar (abs) P = 10 bar (abs)

seca ores e a re · separa or e con ensa os

V = 10 mT = 25ºCMD = 70%H O= 166 gr

( Sin condensado)2

V = 0.96 mT = 15ºCMD = 100%H O= 12 gr.

( Condensado)2

3V = 1.18 mT = 80ºCMD = 26.2%H O= 166 gr

( Sin condensado)2

V = 0.96 mT < 15ºCMD= 100%

= mT = 25ºCMD = 70%H2O = 166 g

(SinCondensado

= . mT = 80ºCMD = 26.2%H2O = 166 g

(SinCondensado

= . mT = 15ºCMD = 100%H2O = 12 g

Condensado

= . mT < 15ºCMD = 100%

.( No condensada)

2H2O = 154 g

(Nocondensado)

CANTIDAD TOTAL DE AGUAEN EL AIRE COMPRIMIDO

EN MÁQUINA

CANTIDAD TOTAL DE AGUAEN EL AIRE COMPRIMIDOEN MÁQUINA

166 - 152.4 = 13.6 gr.166 - 152.4 = 13.6 g

ENTRADA DE AIRE COMPRESOR POST-ENFRIADOR SEPARADOR DE CONDENSADO

= CONDENSACION EN EL SEPARADORCONDENSACIÓN EN EL3

.V = VOLUMEN (m )T = TEMPERATURA ( º C)MD = HUMEDAD RELATIVA ( %)

0.99 x 154 = 152.4 gr.eficiencia

P = PRESI N (bar abs.)V = VOLUMEN (m³)T = TEMPERATURA (ºC)MD = HUMEDAD RELATIVA (%)

SEPARADOR

(eficiencia 0.99) x 154 = 152.4 g

32su eficacia en la eliminación de condensados es del 99%, su tamañoes compacto y no necesita sustitución del elemento interno


ISA



P = 1 bar (abs.)




V = 10 mT = 25ºCMD = 70%H O= 166 gr

( Sin condensado)2

V = 0.96 mT = 15ºCMD = 100%H O= 12 gr.

( Condensado)2

3V = 1.18 mT = 80ºCMD = 26.2%H O= 166 gr

( Sin condensado)2

V = 0.96 mT < 15ºCMD= 100%

= mT = 25ºCMD = 70%H2O = 166 g

(SinCondensado

= . mT = 80ºCMD = 26.2%H2O = 166 g

(SinCondensado

= . mT = 15ºCMD = 100%H2O = 12 g

Condensado

= . mT < 15ºCMD = 100%

.( No condensada)

2H2O = 154 g

(Nocondensado)


EN MÁQUINA


25⁰C 23,76 g/m3

10 · 23,76 · 0,7 = 166 166 - 152.4 = 13.6 gr.166 - 152.4 = 13.6 g






SEPARADOR

(eficiencia 0.99) x 154 = 152.4 g


compresión y distribución del aire



P = 1 bar (abs.)




V = 10 mT = 25ºCMD = 70%H O= 166 gr

( Sin condensado)2

V = 0.96 mT = 15ºCMD = 100%H O= 12 gr.

( Condensado)2

3V = 1.18 mT = 80ºCMD = 26.2%H O= 166 gr

( Sin condensado)2

V = 0.96 mT < 15ºCMD= 100%

= mT = 25ºCMD = 70%H2O = 166 g

(SinCondensado

= . mT = 80ºCMD = 26.2%H2O = 166 g

(SinCondensado

= . mT = 15ºCMD = 100%H2O = 12 g

Condensado

= . mT < 15ºCMD = 100%

.( No condensada)

2H2O = 154 g

(Nocondensado)


EN MÁQUINA


80⁰C 537g/m3

1,18 · 537 = 633g 166 - 152.4 = 13.6 gr.166 - 152.4 = 13.6 g166 / 633 = 26,2 %






SEPARADOR

(eficiencia 0.99) x 154 = 152.4 g



ISA



P = 1 bar (abs.)




V = 10 mT = 25ºCMD = 70%H O= 166 gr

( Sin condensado)2

V = 0.96 mT = 15ºCMD = 100%H O= 12 gr.

( Condensado)2

3V = 1.18 mT = 80ºCMD = 26.2%H O= 166 gr

( Sin condensado)2

V = 0.96 mT < 15ºCMD= 100%

= mT = 25ºCMD = 70%H2O = 166 g

(SinCondensado

= . mT = 80ºCMD = 26.2%H2O = 166 g

(SinCondensado

= . mT = 15ºCMD = 100%H2O = 12 g

Condensado

= . mT < 15ºCMD = 100%

.( No condensada)

2H2O = 154 g

(Nocondensado)


EN MÁQUINA


15⁰C 12 g/m3

166 - 152.4 = 13.6 gr.166 - 152.4 = 13.6 g






SEPARADOR

(eficiencia 0.99) x 154 = 152.4 g



ISA



ro e nea

•

caída de presión y capacidad paraeliminar la contaminación, losvapores de aceite y el aguaprocedente del compresor

• no tiene deflector

• cartucho de cambio rápido

36


ISA



s r uc n e a re · en o e a re e a re

37


ISA



s r uc n e a re · nea pr nc pa con na en nea muer a

, ,que se van tomando derivaciones

38


ISA



s r uc n e a re · nea pr nc pa en an o

pasar el aire en dos direcciones

39


ISA



neas secun ar as

refrigerante, y el agua y el aceite se acumulan a lo largo de toda sulongitud, por ello las derivaciones de la línea se toman de la parte superior del conducto, para impedir que el agua del conducto principal entre enellas

40


ISA



purgas au om cas

agua acumulada. Son más caras de instalar que la purga manuales, perocompensan si se consideran las horas de mantenimiento

,contaminación del conducto principal

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ISA



purgas au om ca · e o a or

fondo de la cavidad y, cuando sube losuficiente para levantar el flotador de suasiento, la presión se transmite al émboloque se mueve a la derecha para abrir el

agua. El flotador baja entonces, para

cerrar el suministro de aire al émbolo

42


ISA



•

se ecc n e ama o e as u er as

aumenta, la pérdida de presión entre él depósito y el consumidor nosobrepase 0,3 bar

• se dimensionarán generosamente las tuberías

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ISA



se ecc n e ama o e as u er as · mens ona o e as u er as

.de aire libre con una caída de presión de no más de 0,3 bares en untubo de 125 m. El compresor, de dos etapas, se conecta a 8 bares yse detiene a 10 bares

la presión media es de 9 bares

=, ,16.800 l/min = 0,28 Nm3/s

44


ISA



se ecc n e ama o e as u er as · mens ona o e as u er as

9 bares Δp = 0,24 bares0,28 Nm3/s

45D= f(P, ΔP, Q)


ISA

se ecc n e ama o e as er as p r as por accesor os



se ecc n e ama o e as u er as · p r as por accesor os

Accesorio15 20 25 30 40 50 65 80 100 125

Codo Elbow0,3 0,4 0,5 0,7 0,8 1,1 1,4 1,8 2,4 3,2

Curva a 90º 0,1 0,2 0,2 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9 1,2 1,5

Codo a 90º 1,0 1,2 1,6 1,8 2,2 2,6 3,0 3,9 5,4 7,1

urva a , , , , , , , , , ,

Válvula esfer. 0,8 1,1 1,4 2,0 2,4 3,4 4,0 5,2 7,3 9,4

Válvula comp. 0,1 0,1 0,2 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6 0,9 1,2

“T” estándar 0,1 0,2 0,2 0,4 0,4 0,5 0,7 0,9 1,2 1,5

“ ”

46, , , , , , , , , ,


ISA

ma er a e as u er as



ma er a e as u er as

Cobre Nylon NylonLatón Poliamida Caucho Acero TeflónPU duro Poliuretano PU maleable

tubería de gas estándar (SGP) conducto de aire en tubo de acero o de

,

tubería de acero inoxidable se usan sobre todo cuando se requierengrandes diámetros en líneas de conductos largos y rectos

,al calor y a una rigidez elevada

47


ISA

ma er a e as u er as er vac ones ac a os recep ores



ma er a e as u er as · er vac ones ac a os recep ores

herramientas neumáticas por su flexibilidad en la libertad de movimientos

tubos de PVC o de nylon se usan en la interconexión de elementosneumáticos, dentro de sus límites de temperatura y presión admisible de

.grado más suave o poliuretano

las tuberías de polietileno y poliamida se utilizan cada vez más en laactualidad para unir equipos de maquinaria. Con racores rápidos se

,

• las tuberías deben oderse desarmar fácilmente ser resistentes a lacorrosión y de precio módico

48• las tuberías que se instalen de modo permanente se montan

preferentemente con uniones soldadas


ISA

s s emas e conex n · conex n por nserc n



anillo exterior

s s emas e conex n · conex n por nserc n

tubo

reducción del diámetro anterior

proporciona una fuerza de retención fiable tanto por dentro como por fueradel tubo. Este, está presionado por el anillo exterior cuando se atornilla la

49. ,diámetro anterior y representa así una resistencia extra


ISA

s s emas e conex n · conex n por n ro ucc n ns an nea



s s emas e conex n conex n por n ro ucc n ns an nea

,misma sección de paso interior que el diámetro interior del tubo que seconecta

tubo

la conexión por INTRODUCCI N

presenta una gran fuerza de retención del

especial asegura la estanqueidad parapresión y vacío

50


ISA

s s emas e conex n · conex n au oes anca



s s emas e conex n conex n au oes anca

la conexión AUTOESTANCA tiene un mecanismo,

,se escapa tras retirar el tubo y, además, se puedeutilizar también en aplicaciones de tubo de cobre

• si no se introduce ningún tubo, la conexión

• cuando se introduce un tubo, se abre el caudal

51de aire, empujando la válvula de retención fuerade su asiento.

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