UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

FACULTAD DE INGENIERÍAAño 2014 – 2do Cuatrimestre

Departamento de Tecnología Industrial72.07 – Industrias III

Grupo: Aceite de Maní

Trabajo práctico:Aire comprimido

Alumnos:

- Macagno, Juan Cruz - Lavarello Herbín, Matías - Foster, Guillermo - Casinelli, Juan Ignacio - Ciarfaglia, Martín 91808- Veitz, Mariel - Resch, Magalí - Dominguez Zoth, Federico- Talenton, Juan - Crosta, Javier

Fecha de aprobación: Firma del docente:

Contenido

B1) Diagrama unifilar de toda la instalación:.........................................................................4

B2) Cálculo de los diámetros Φ1, Φ2 y Φ3 para las cañerías:................................................5

Calidad del aire.................................................................................................................13

B3) Selección de compresores:.............................................................................................14

B4) Selección del post-enfriador:.........................................................................................16

B5) Selección secadores:......................................................................................................17

B6) Volumen del tanque acumulador:..................................................................................17

B7) Selección de reductores de presión y filtros FRL:.........................................................18

B8) Selección de prefiltros y filtros:.....................................................................................19

B9) Selección de válvulas:....................................................................................................20

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B0) Objetivo:

Dimensionamiento de una instalación de aire comprimido a partir del esquema

unifilar de distribución de aire comprimido a 2 puntos de consumo.

Datos de Diseño

Q1=300lts/seg=0,3m3/seg

P1=7barmanom=700kPa

Q2=500lts/seg=0,5m3/seg

P2=4barmanom=400kPa

Patm=1bar=100kPa

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B1) Diagrama unifilar de toda la instalación:

4

B2) Cálculo de los diámetros 1, 2 y 3 para las cañerías:Φ Φ Φ

-Para la cañería 1:

Partiendo de los datos:

p=pmanométrica+patm=700kPa+100kPa=800kPa

Lreal=20m+18m=38m y suponiendo un diámetro de 100mm

Con 3 válvulas esféricas de paso total y 5 codos de radio largo, de la tabla de

largos equivalentes con el diámetro supuesto se tiene que:

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Leq=Lreal+3.1,3m+5.1,2m=38m+9,9m=47,9m

Entrando al ábaco con Q1=0,3m3/s y P1=700kPa+Patm=800kPa siendo

Patm=100kPa, y con Leq=47,9m y un diámetro de D1=100mm, se obtiene una

caída de presión de 2kPa.

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Ídem para la cañería 2:

p=pmanométrica+patm=400+100=500kPa

Lreal=15m+15m=30m

Con 3 válvulas esféricas de paso total y 5 codos de radio largo, de la tabla de

largos equivalentes se tiene que:

Leq=Lreal+3 .1,6m+5.1,5m=30m+12,3m=42,3m

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Entrando al ábaco con Q2=0,5m3/s y P2=400kPa+Patm=500kPa siendo

Patm=100kPa, y con Leq=42,3m y un diámetro de D2=125mm, se obtiene una

caída de presión de 2,8kPa

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Y para la cañería 3:

Lreal=20m

Considerando 10 válvulas esféricas, de la tabla de largos equivalentes se tiene

que:

Leq=Lreal+10.1,6m=20m+16 m=36 m

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Entrando al ábaco con Q3=Q1+Q2=0,3m3/s+0,5m3/s=0,8m3/s y

P3=800kPa+Pérdida en línea 1 y 2= 800 kpa + 2 kpa + 2,8 kpa=804,8 kpa siendo

ésta la mayor del consumo, y con Leq=36 m y un diámetro de D=125mm, se

obtiene una caída de presión de 3,8kPa

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Selección de diámetros:

D1=100 mm

D2= D3 = 125 mm

Caídas de presión:

Cañería 1: 2 kpa

Cañería 2: 2,8 kpa

Cañería 3: 3,8 kpa

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Calidad del aire

Los tres dígitos que componen la calidad del aire se refieren a las clasificaciones de pureza seleccionadas para las partículas sólidas, el agua y el aceite total.

La calidad de aire necesaria en la instalación es 2.2.1, por lo que se utiliza la disposición señalada en la imagen.

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B3) Selección de compresores:

Se tiene Q3 = Q1+Q2=0,3m3/s+0,5m3/s=0,8m3/s= 2880 m3/h

Sobredimensionaremos el caudal un 15% para considerar posibles fugas y desgastes en equipos

Q3 = 0,92 m3/seg = 55,2 m3/min = 3312 m3/h

Además se tiene que la presión máxima de consumo por parte de los artefactos es de 8 bar. A dicha presión máxima se le debe añadir las caídas de presión correspondientes a los distintos accesorios que componen la línea.

Considerando una caída máxima de presión de 1 bar entre la salida del generador de aire comprimido y el punto más alejado de la instalación, se debe dimensionar el compresor para una presión P = 9 bar.

Partiendo del gráfico de selección de compresores de aire se obtiene que para Q3 = 3312 m3/h P = 9 barSe necesita un compresor rotativo.

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Dado que la calidad del aire especificada no debe encontrarse libre de aceite, no es necesario invertir en un compresor más caro “oil – free”

Por lo tanto se utilizará un compresor de desplazamiento positivo, rotativo de tornillo con inyección de aceite GA 355.

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B4) Selección del post-enfriador:

Según las características de flujo nominal y máxima presión de trabajo, se seleccionará el siguiente post-enfriador:

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B5) Selección secadores:

B6) Volumen del tanque acumulador:

La fórmula que se utiliza habitualmente para calcular el tamaño del depósito es la siguiente:

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En donde, especificamos:

Diferencia de presión = 0,5 barT0 = 30°C = 303,15 KT1 = 40°C = 313,15 KQc= 3312 m3/h = 920 l/sfmax = 1/30

V=patm∗0,25∗¿∗Qcf máx∗( p1−p2 )∗T1

=1 ¿̄0,25∗303,15 ° K∗920

lseg

130 seg

∗0,5 ¿̄ 313,15° K=13345 l

B7) Selección de reductores de presión y filtros FRL:

Es importante colocar en la alimentación de aire a la maquinaria un FRL para regular con precisión la presión de suministro y agregar el lubricante al aire en caso de ser necesario.

Es por esto que elegimos entre la gran variedad de filtros reguladores que tiene Atlas Copco en su página, aquel que permitiera recibir una presión de 8 bar y regularla a 7 y 4 bar según el ramal y que a su vez pueda trabajar a un caudal de 300 lts/seg y 500 lt/seg respectivamente.

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Teniendo en cuenta esto elegimos los filtros FRL:

Características y ventajas

Caudal máx. de aire 244 l/s para unidades combinadas

Baja caída de presión

El filtro reduce el agua y la suciedad en los componentes neumáticos

El lubricador prolonga hasta en tres veces la vida útil de un motor de aletas

Temperatura de trabajo de -10°C a + 50°C, a 10 bar

Capacidad de presión de entrada de 0 a 17,5 bar

Capacidad de presión de salida de 0,5 a 12 bar

Filtro estándar de 30 µm para reducir la suciedad en los componentes

Utilizaremos 3 unidades de estos equipos: uno para el ramal Q1 y dos para el ramal Q2.

B8) Selección de prefiltros y filtros:

En función de la calidad de aire especificada se tiene lo siguiente:

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B9) Selección de válvulas:

Válvulas esféricas de dos piezas (Spirax Sarco).

Tamaño: DN50

Selección de purgadores

Los purgadores se ubican entre 10 y 15 metros de distancia.

Seleccionamos un purgador cuya máxima caída de presión es 20 bar (Atlas Copco).

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