Aire Comprimido Bsico

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

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.

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...

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).

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.

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.

Al reducir el espacio, las molculas de aire encerradas son

presionadas juntas, comprimidas.

Principios de Compresin

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.

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

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

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

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.

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

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.

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).

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

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

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.

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)...

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.

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!

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

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....

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.....

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.

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

Marcas de Compresores

Marcas de Compresores