UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGO

INGENIERA MECNICA AGRCOLA

Practica1.Determinar la eficiencia del compresor de laboratorio.

SISTEMAS HIDRULICOS Y NEUMTICOS.

Alumnos:

ESPITIA PREZ OMAR.GRACIDA GARCA GUSTAVO. Profesor: Joaqun Morales.

GRADO: 6 GRUPO: 3

Fecha de entrega:

24/04/2015.

INTRODUCCIN.La neumtica es la tcnica que se dedica al estudio y aplicacin del aire comprimido. En la actualidad, en la automatizacin de los distintos campos de fabricacin, as como en los procesos de ensamblado y empaquetado de productos, es comn la utilizacin de esta tcnica para llevar a cabo estos procesos.Los compresores son mquinas que tienen por finalidad aportar una energa a los fluidos compresibles (gases y vapores) sobre los que operan, para hacerlos fluir aumentando al mismo tiempo su presin. En esta ltima caracterstica precisamente, se distinguen de las soplantes y ventiladores que manejan grandes cantidades de fluidos compresibles (aire por ejemplo) sin modificar sensiblemente su presin, con funciones similares a las bombas de fluidos incompresiblesEn este reporte se presenta el La eficiencia del compresor y tiempo real comparado con el tiempo terico que se calcul de acuerdo a la presin.Un compresor admite un fluido (gas o vapor) a una presin P1 dada, descargndolo a una presin P2 superior. La energa necesaria para efectuar este trabajo la proporciona un motor elctrico o una turbina de vapor. En este caso la energa es proporcionada por un motor elctrico.OBJETIVOS.

MATERIALES. Compresor (sistema de compresin de aire). Cronometro PizarraINVESTIGACIN BIBLIOGRFICA.

METODOLOGA.

DESARROLLO.En la primera sesin se present una pequea introduccin a los tipos de compresores, la ley de boyle-mariotte y la representacin simblica de la unidad generadora de aire comprimido (U.G de A.C) o tambin conocido como unidad de potencia y la unidad de mantenimiento (U.M). A continuacin se muestran la U.G de A.C y la U.M:

Figura 1: Unidad generadora de aire comprimido

En la Figura 1 se puede observar los siguientes elementos esenciales:1. Motor de accionamiento.2. Compresor.3. Filtro de aire.4. Atmosfera (aire).5. Grifo para evacuacin de condensados.6. Acumulador.7. Vlvula de alivio.8. Manmetro.9. Vlvula de estrangulamiento o de cierre.

Figura 2: Unidad de mantenimiento.

En la Figura 2 se muestra los elementos esenciales de U.M:10. Filtro de aire a presin.11. Vlvula reguladora de presin.12. Manmetro.13. Filtro lubricador de aire a presin.Por lo tanto al haber observado en la prctica estas 2 unidades se puede generar un sistema general de conocido tpicamente como compresor (U.G de A.C ms U.M), a continuacin se muestra:

En la segunda sesin de esta prctica, se proporcion algunos datos importantes que nos ayudara a comprender el comportamiento del compresor en la U.G de A.C y algunas condiciones iniciales del medio donde se encuentra dicho dispositivo. A continuacin se muestra cada uno de ellos: Datos:P1(Presin atmosfrica)V2 (Volumen del acumulador)D (Dimetro del pistn del compresor)S (Recorrido del pistn en el cilindro o Carrera)m (Frecuencia de rotacin del motor)i(Relacin de compresin)

0.78 bar.108 litros.6.47 cm.4.38 cm.1725 rpm (1/min).0.44

A continuacin se nos proporcion la siguiente tabla, que se complet realizando algunos clculos y de manera experimental. Dicha tabla es la siguiente:Tabla 1.Presin (bar).P2Tiempo terico (min).TtVolumen 1 (litros).V1Tiempo real (min).TrEficiencia.

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

Se inici completando la columna del Volumen 1, ya que esta es la ms fcil de obtener usando la ley de Boyle - Mariotte. Por lo tanto se us la siguiente ecuacin:

Como se puede observar el la ecuacin anterior el Volumen 1 es el parmetro desconocido y necesario para nuestros clculos, por lo tanto se procede a despejarlo:

Por lo tanto ahora se puede obtener todos los valores de la columna del Tiempo real, por ejemplo, para la P2 = 2.0 bar, V2 = 108 litros y P1 =0.78 bar, se tiene:

De forma anloga se realizaron para las posteriores presiones (P2 = 2.5, 3.0, 3.5 8.5 bar), por lo tanto se obtiene lo siguiente:Tabla1.Presin (bar).P2Tiempo terico (min).TtVolumen 1 (litros).V1Tiempo real (min).TrEficiencia.

2.0276.92

2.5346.15

3.0415.38

3.5484

4.0553.84

4.5623.07

5.0692.3

5.5761.54

6.0830.7

6.5900

7.0969.23

7.51,038.46

8.01,107.69

8.51,176.92

Por otra parte 3 compaeros reunieron datos sobre el Tiempo real del compresor, esto lo realizaron de forma experimental usando un cronometro. Por lo que siguiendo el patrn de presiones proporcionado en la tabla 1 y anotando el tiempo para llegar a dicha presin se obtuvo los siguientes datos:

Tabla1.Presin (bar).P2Tiempo terico (min).TtVolumen 1 (litros).V1Tiempo real (min).TrEficiencia.

2.0276.921.36

2.5346.152.13

3.0415.382.83

3.54843.71

4.0553.844.56

4.5623.075.56

5.0692.36.61

5.5761.547.88

6.0830.79.13

6.590010.41

7.0969.2311.68

7.51,038.4613.28

8.01,107.6914.78

8.51,176.9216.98

En seguida se obtuvieron los valores del Tiempo terico, por lo cual se utilizaron las siguientes ecuaciones:

Dnde:Qc = Caudal del compresor.Vc = Volumen del compresor.m = Velocidad angular del motor.

Por lo tanto para calcular el Tiempo real a una P2 = 2.0 bar, se realiza lo siguiente:

Por lo tanto Qc es igual a: De manera anloga se realiza para las diferentes presiones proporcionadas (P2 = 2.5, 3.0, 3.5 8.5 bar), por lo tanto se tiene:Tabla1.Presin (bar).P2Tiempo terico (min).TtVolumen 1 (litros).V1Tiempo real (min).TrEficiencia.

2.02.53276.921.36

2.53.16346.152.13

3.03.8415.382.83

3.54.434843.71

4.05.07553.844.56

4.55.7623.075.56

5.06.3692.36.61

5.56.97761.547.88

6.07.6830.79.13

6.58.2390010.41

7.08.86969.2311.68

7.59.51,038.4613.28

8.010.131,107.6914.78

8.510.761,176.9216.98

Finalmente para calcular la eficiencia del compresor se realiza lo siguiente:

Por ejemplo para la en P2 = 2.0 bar se tendr:

De manera similar se hace para las dems presiones (P2 = 2.5, 3.0, 3.5 8.5 bar), por lo tanto se obtiene finalmente la tabla 1 completa:Tabla1.Presin (bar).P2Tiempo terico (min).TtVolumen 1 (litros).V1Tiempo real (min).TrEficiencia.

2.02.53276.921.361.86

2.53.16346.152.131.48

3.03.8415.382.831.33

3.54.434843.711.19

4.05.07553.844.561.11

4.55.7623.075.561.02

5.06.3692.36.610.95

5.56.97761.547.880.88

6.07.6830.79.130.83

6.58.2390010.410.79

7.08.86969.2311.680.75

7.59.51,038.4613.280.71

8.010.131,107.6914.780.68

8.510.761,176.9216.980.63

ANLISIS DE RESULTADOS.Para poder analizar los datos (valores) obtenidos en la prctica (Tabla 1), se debe realizar una grfica de Eficiencia contra Presiones ( P2), para poder observar el comportamiento del compresor en determinadas presiones. A continuacin se muestra dicha grfica:

Como puede observarse la grfica anterior, la eficiencia del compresor baja o cae de forma exponencial, eso se debe esencialmente a que el aire que ingresa al cilindro no se encuentra a la misma temperatura que a la entrada del compresor. Esto ocurre ya que desde la entrada hasta el cilindro el aire recorre conductos o tuberas cuyas paredes estn a mayor temperatura que l. Asimismo tambin se experimenta un aumento de la temperatura mientras ingresa al cilindro por estar a mayor temperatura las paredes de este. Por lo tanto el cilindro succiona, en cada carrera del pistn el mismo volumen pero a una temperatura mayor (menor densidad), por ende la cantidad de aire succionado de ambiente disminuye y la presin dentro del compresor aumenta por la expansin del gas (aire). Por otro lado, a lo mencionado anteriormente debe sumarse la idea que al ir aumentado la cantidad de aire dentro del acumulador existe una sobrepresin sobre el sistema, por lo cual la vlvula de alivio intenta abrirse paulatinamente por ende una cantidad de aire proporcional a la sobrepresin se escapa a la atmosfera.

CONCLUSIONES.La prctica se desarroll en tiempo y en forma, anotando los resultados del tiempo real y tiempo terico, as como de la eficiencia en la pizarra. Con esto pudo generarse una visin acerca del funcionamiento del compresor. Adems pudo corroborarse y observarse los elementos esenciales en el sistema de compresin de aire y con esto generar conocimientos ms slidos en la materia. Pudo enfatizarse en la simbologa de cada unidad y asimismo de cada componente y con esto corroborar lo aprendido en las clases tericas de Hidrulica y Neumtica. Por otra parte se aprendieron cosas y condiciones sustanciales que afectan la eficiencia del compresor como la Temperatura.