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PROYECTO MEC-3332 A

RED DE AIRE COMPRIMIDO PARA NAVE INDUSTRIAL

Univ.: MOLLO CHOQUE SANDRO

Se ha de disear una red de aire comprimido para satisfacer el consumo de una nave industrial de 1000 m2. En la dicha nave se van a fabricar puertas lacadas, por lo que es necesario disponer de

los siguientes puestos de consumo de aire comprimido:

HERRAMIENTA DE CORTE: 1 PUNTO DE CONSUMO TALADRO: 1 PUNTO DE CONSUMO HERRRAMIENTA PARA TALLAR MADERA: 1 PUNTO DE CONSUMO ZONA DE LIJADO: 2 PUNTOS DE CONSUMO PISTOLA PARA LIMPIAR VIRUTA: 5 PUNTO DE CONSUMO BARNIZADO PREVIO DE LA MADERA: 2 PUNTOS DE CONSUMO

CAMARA DE LACADO: 3 PUNTOS DE CONSUMO

1. En cada operacion, solo el 60% del tiempo se utiliza una herramienta neumatica. Y dentro de ese tiempo, el 80% se usa la herramienta tal y el 20% el limpiador de virutas.

2. En las operaciones de barnizado y lacado, la pistola de aplicacion trabaja el 85% del tiempo.

REALICESE:

1. Esquema en planta y en perspectiva de la red de distribucin de aire comprimido

OPERAC. (min) OPERAC. (min) OPERAC. (min)

tablero 30 barnizado 15 lacado 15

taladros 15 secado 30 secado 30

tallado 30 barnizado 15 lacado 15

lijado 15 secado 30 secado 30

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DIAGRAMA RED DE DISTRIBUCION DE AIRE COMPRIMIDO EN ACwin

DIAGRAMA RED DE DISTRIBUCION DE AIRE COMPRIMIDO EN PIPE FLOW

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2. Estime los consumos, factores de utilizacin y cargas del sistema de aire comprimido.

Realizan 6 puertas en 9 horas da laboral.

EQUIPOQconsumo

(l/min) Ptrabajo

(bar)CANTIDAD

MULTICORTADOR 300 5.516 1

TALADRO 250 6.21 1

SIERRA TALLADORA 95 4 1

LIJADORA 150 4.826 2

PISTOLA DE LIMPIEZA (SOPLADO)

350 6 5

PISTOLA DE BARNIZADO 260 3.45 2

PISTOLAS DE LACADO (CAMARA SECADO)

270 4 3

Qtaladro 250l

min 80% Ptalad 6.219 bar

80%Qmulticortador 300

l

min Pmultcort 5.516 bar

Psierrtallar 4.047 bar80%Qsierra.tallar 95

l

min

Plijad 4.826 barQlijadora 150

l

min

20% Ppistsoplad 5.998 bar20%Qpistola.soplado 350

l

min

85% Ppistvar 3.447 barQpistola.varnizd 260

l

min

85% Pcamrsecd 4.137 barQcamara.secad 270

l

min

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pg. 5

COEFICIENTE DE FUNCIONAMIENTO DE CADA UNO DE LOS EQUIPOS

Cui

ttrabaj.maquina

tfuncionamient.red

OPERAC. (min) (h) OPERAC. (min) (h) OPERAC. (min) (h)

tablero 30 0,5 barnizado 15 0,25 lacado 15 0,25

taladros 15 0,25 secado 30 0,5 secado 30 0,5

tallado 30 0,5 barnizado 15 0,25 lacado 15 0,25

lijado 15 0,25 secado 30 0,5 secado 30 0,5

ZONA DE

CONSTRUCCION

(1.5 hrs)

ZONA DE

BARNIZADO (1.5 hrs)

ZONA DE LACADO

(1.5 hrs)

CU.sierra0.5 6 0.6 0.8

9 CU.sierra 0.16

CU.taladro0.25 6 0.6 0.8

9 CU.taladro 0.08

CU.tallado0.5 6 0.6 0.8

9 CU.tallado 0.16

CU.lijado0.25 6 0.6 0.8

9

CU.lijado 0.08

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1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

REFERENCIAS DE ORURO

CRITERIO DE DIMENSIONADO

EN LA LINEA PRINCIPAL

EN LAS ACOMETIDAS

CU.barnizad0.25 6 0.6 0.85

9 CU.barnizad 0.085

CU.secado0.5 6 0.6 0.85

9 CU.secado 0.17

CU.soplado0.5 6 0.6 0.2

9 CU.soplado 0.04

Qcap.tot Qcap n Cui

QtaladroT Qtaladro 1 CU.taladro QtaladroT 20l

min

QmulticortadorT Qmulticortador 1 CU.sierra QmulticortadorT 48l

min

Qsierra.tallarT Qsierra.tallar 1 CU.tallado Qsierra.tallarT 15.2l

min

QlijadoraT Qlijadora 2 CU.lijado QlijadoraT 24l

min

Qpistola.sopladoT Qpistola.soplado 5 CU.soplado Qpistola.sopladoT 70l

min

Qpistola.varnizdT Qpistola.varnizd 2 CU.barnizad Qpistola.varnizdT 44.2l

min

Qcamara.secadT Qcamara.secad 3 CU.secado Qcamara.secadT 137.7l

min

Qcapasidad.total 359.1l

min

Qcapasidad.total 5.985l

s

Patm 0.65bar Ptuberia 6.5bar

T 20 Cpred_abs 6.5 0.65 bar

6m

sv 10

m

s

15m

sv 20

m

s

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El caudal manejado por cada maquina neumatica se rige al modelo

Diametros Preliminar de la tuberia pricipal

Se puede advertir que dimensionaremos toda la red principal con un solo ducto asi que trabajaremos con un caudal maximo de trabajo

Consumo de la red principal para condiciones de la red

Q consumoPtrabajo Po

Pred_abs

Q1 QtaladroT

Ptalad Patm

pred_abs

Q1 19.214l

min

Q2 QmulticortadorT

Pmultcort Patm

pred_abs

Q2 41.393l

min

Q3 Qsierra.tallarT

Psierrtallar Patm

pred_abs

Q3 9.986l

min

Q4 QlijadoraT

Plijad Patm

pred_abs

Q4 18.382l

min

Q5 Qpistola.sopladoT

Ppistsoplad Patm

pred_abs

Q5 65.09l

min

Q6 Qpistola.varnizdT

Ppistvar Patm

pred_abs

Q6 25.329l

minQ7 Qcamara.secadT

Pcamrsecd Patm

pred_abs

Q7 92.189l

minQ Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7

Q 271.582L

min

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Con los criterios hallamos los dimetros tanto mximos como mnimos (ecuacin de continuidad)

Del catalogo se selecciona Codigo 102028*08 donde el diametro interior esta dentro del margen requerido Recalculo de la velocidad

Dimetros Preliminar de las acometidas Como ya se vio en el caso anterior se siguen los siguientes criterios a. Se determinan los valores entre los que se tiene que encontrar las tuberas b. Elegir de catlogo la tubera ms adecuada c. En las acometidas el caudal debe ser el de los consumos de cada mquina, el mayor consumo ser el trascendente para dimensionar a todas las acometidas

vmax 10m

s vmin 6

m

s

Q v A

Dmin4 Q

vmax

Dmin 24.007 mm

Dmax4 Q

vmin

Dmax 30.992 mm

Dcat 28mm

vLP 4Q

Dcat2

vLP 7.351

m

s

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Obsrvese que para nuestro caso el mayor consumo es el de la maquina 5

Con los criterios hallamos los dimetros tanto mximos como mnimos (ecuacion de continuidad)

Q5 65.09l

min

Q5 1.085 103

m3

s

vmax. 20m

s vmin. 15

m

s

Dmin.

4 Q5

vmax.

Dmin. 8.31 mmDmax.

4 Q5

vmin.

Dmax. 9.596 mm

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de catalogo:

Recalculo de la velocidad

Dcat. 9.25mm

vacometida 4Q5

Dcat.2

vacometida 16.143

m

s

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Calculo de las prdidas de carga

CALCULO DE LONGITUD EQUIVALENTE DE ACCESORIOS

Ref. Diego Ortiz, Diseo de red con aire comprimido

ACCESORIODIAMETRO (m m )

CANTIDAD

LONGITUD EQUIVALEN

TE (m )

LONGITUD EQUIVALENTE

TOTAL (m )

codo de 90 28 4 2 8

coneccion T 28 9 2,5 22,5

valvula 28 2 0,4 0,8

PERDIDA DE CARGA EN RED PRINCIPAL

Lred.principal 150m

Ltotal Lred.principal

1

n

i

Lequivalente

Ltotal.red.principal Lred.principal 8m 22.5m 0.8m Ltotal.red.principal 181.3m

ACCESORIODIAMETRO

(m m )CANTIDAD

LONGITUD EQUIVALENTE

(m )

LONGITUD EQUIVALENTE TOTAL

(m )

coneccion T 9,25 5 0,7 3,5

valvula de com puerta

9,25 10 0,2 2

PERDIDA DE CARGA EN RED SECUNDARIA

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CRITERIOS PARA EL USO DE MONOGRAMAS

La cada de presion admisible en cualquier tramo debe ser menor que el 2% de la presion de red mximo

la longitud de toda la red ser:

USO DE MONOGRAMA

Se debe usar monogramas de la siguiente forma:

a. Se entra al monograma con la presion absoluta en la red

b. Se traza el caudal

c. en la interseccion de estos dos valores se traza una paralela a las diagonales hasta llegar al eje tomado del diametro

d. En este punto se traza la vertical y se lee la perdida

Lred.secundaria 2.5m

Ltotal Lred.secundaria

1

n

i

Lequivalente

Ltotal.red.secundaria Lred.secundaria 3.5m 2m

Ltotal.red.secundaria 8m

pred 7.15bar p adm 1% pred p adm 0.072 bar

Lred 181.3m

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pg. 14

Seleccin del compresor

Para seleccionar el compresor se debe hallar el consumo de aire libre que este necesita y se consideran los factores de trabajo

el caudal de aire libre necesario en el compresor sigue el siguiente modelo:

Donde:

el el coeficiente de simultaneidad ya que es difcil obtener este valor analiticamente se lo saca de tablas

CAIDA EN LA RED PRINCIPAL

Del monograma:

Con Presion de red

Hasta la maquina ms alejada

Se tiene:

CAIDA EN LA RED SECUNDARIA

Se tiene:

Qcomp Cs Cmf CmA Cc Caltutra

1

n

i

Qesp.i Cui

Cs

Q 4.526l

s

p 7.15bar

Ltotal 181m

Pp 0.006barDcat 28 mm

Q 4.526l

s

p 7.15bar

Ltotal. 8m

P s. 0.024barD. 9mm

Q5 1.085l

s

PTOTAL P p P s.

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PTOTAL 0.03 bar

Coeficiente de consideracin de fugas 5% ms al valor nominal

Coeficiente de consideracin de futuras ampliaciones 30% mas al valor nominal

Ciclo de funcionamiento tiempo entre arranques (valor normado 2)

Coeficiente para perdidas en efecto altura

Se puede interpolar a la tabla

h (m) Coeficiente de utilizacion

El coeficiente de utilizacion es el porcentaje de uso de la maquina en cuestion a tiempos (menor a 1)

El total entregado por el compresor debe satisfaccer los consumos de cada maquina El caudal de compresor ideal se toma considerando como aire libre

UNIDADES

CONSUMIDORASCs

UNIDADES

CONSUMIDORASCs

1 1 9 0,73

2 0,94 10 0,71

3 0,89 11 0,69

4 0,86 12 0,68

5 0,83 13 0,67

6 0,8 14 0,66

7 0,77 15 0,65

8 0,75 100 0,2

Cmf

Cma

Cc

Caltura

Caltura0 11000 1.182300 1.293600 1.37Cui

Cuitiempo_uso_maq

tiempo_accionado_de_redQcomp QQcomp 271.582

l

min

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El caudal real del compresor sera:

por nmero de maquinas

por fugas

futuras ampliaciones

Ciclo de funcionamiento Tiempo entre arranques

a nivel del ORURO

TIPO DE COMPRESOR

Cs 0.65

Cmf 1.05

Cma 1.3

Cc 2

Caltura 1.37

Qreal Cs Cmf Cma Cc Caltura Qcomp

Qreal 39.614m3

hr

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Volumen del depsito

Para dimensionar el tanque se sigue la formula

emprica

Donde :

Capacidad del depsito en [m3]

Caudal de aire libre proporcionado por el compresor [m3/h]

Presin atmosfrica [bar]

Tiempo de resistencia 15min

V.

R TTQ

Pi Pf Qcomp

0.0248

Vdep

Qcomp.

patm

patm 0.65 15minQcomp 16.295m3

hr

Pf 765Kpa Pi 650Kpa TTQ 293K R 0.008314Kpa m

3

mol K

V.

R TTQ

Pi Pf Qcomp

0.0248 VDEPOSITO 3.47954m

3

VDEPOSITO 3.48 103

l

pg. 19

EQUIPOS SELECCIONADOS DE CATALOGO

pg. 20