Aire Comprimido

Profesor: Alexander Lescot S.TNS en Explotación Minera

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.

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

Compresión del aire

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:

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

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?

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:

Selección de Compresores

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%.

Secado del aire

Secado por absorción. Secado por adsorción. Secado por enfriamiento.

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.

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.

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].

Secado por Enfriamiento

Ejemplo de determinación de humedad en el aireConsidere los siguientes datos: