Introducción a Sistemas Expertos Inteligencia Artificial I Sistemas FNI.
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UNIVERSIDAD TECNICA DE ORUO
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA
DISEÑO Y CALCULO DE RED DE AIRE COMPRIMIDO PARA UNA NAVE
MATERIA:
SIGLA MEC 3332
ING: Ing. Msc.
ESDTUDIANTE CARDENAS BA RRIENTOS EDWIN
FECHA: 31 / 05 / 13
UNIVERSIDAD TECNICA DE ORUO
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA
INGENIERIA MECANICA
PROYECTO
DISEÑO Y CALCULO DE RED DE AIRE COMPRIMIDO PARA UNA NAVE INDUSTRIAL
MAQUINA NEOMATICAS
SIGLA MEC 3332
ING: Ing. Msc. ARROYO MENDIZABAL RA
ESDTUDIANTE CARDENAS BA RRIENTOS EDWIN
FECHA: 31 / 05 / 13
ORURO - BOLIVIA
1
UNIVERSIDAD TECNICA DE ORUO
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA
DISEÑO Y CALCULO DE RED DE AIRE COMPRIMIDO PARA UNA NAVE
ARROYO MENDIZABAL RA MIRO
ESDTUDIANTE CARDENAS BA RRIENTOS EDWIN
1.-INTRODUCCION………...………………………………………………………………………….........1
2.- CARACTERÍSTICAS DEL FLUIDOS AIRE
2.1.- VENTAJAS Y DESVENAJAS
2.1.1.- VENTAJAS…………………………………………………………………………………………...3
2.1.2.- DESVENTAJAS…………………………………………..………………………………………….3
3.- ELEMENTOS BASICOS DE UNA INSTALACION DE AIRE COMPRI MIDO
3.1.- CENTRAL DE PRODUCCIO
3.2.- RED DE DISTRIBUSION
3.3.- SISTEMA DE CONTROL Y MATENIMIENTO
4.- CALCULO DE CARGAS ………………………………………………………………………………..8
4.1.- CONSUMO ESPESIFICO
4.2.- COEFICIENTE DE UTILIZACION
4.3.- COEFICIENTE DE SIMULTANEIDAD
4.4.- CAIDAS DE PRESION………………………………………………………………………………10
5.- SELECCIÓN DEL COMPRESOR
6.- DEPOSITO ACUMULAD OR
7.- CÁLCULO Y DISEÑO DE RED DE AIRE COMPRIMIDO PARA UNA NAVE INDUSTRIAL
8.- CONCLUCIONES………………………………………………………………………………………24
9.- BIBLEOGRAFIA………………………………………………………………………………………..24
RED DE AIRE COMPRIMIDO
………...………………………………………………………………………….........1
CARACTERÍSTICAS DEL FLUIDOS AIRE ……………………………………………………
VENTAJAS Y DESVENAJAS DEL AIRE COMPRIMIDO………………………………………...3
VENTAJAS…………………………………………………………………………………………...3
DESVENTAJAS…………………………………………..………………………………………….3
ELEMENTOS BASICOS DE UNA INSTALACION DE AIRE COMPRI MIDO
CENTRAL DE PRODUCCION……………………………………………………………………….4
RED DE DISTRIBUSION……………………………………………………………………………..6
SISTEMA DE CONTROL Y MATENIMIENTO …………………………………………………….7
………………………………………………………………………………..8
CONSUMO ESPESIFICO. ……………………………………………………………………
COEFICIENTE DE UTILIZACION……………………………………………………………………9
COEFICIENTE DE SIMULTANEIDAD ……………………………………………………………..10
………………………………………………………………………………10
SELECCIÓN DEL COMPRESOR…………………………………………………………………….12
OR…………………………………………………………………………..14
CÁLCULO Y DISEÑO DE RED DE AIRE COMPRIMIDO PARA UNA NAVE INDUSTRIAL
CONCLUCIONES………………………………………………………………………………………24
BIBLEOGRAFIA………………………………………………………………………………………..24
2
………...………………………………………………………………………….........1
………………………………………………………..…1
………………………………………...3
VENTAJAS…………………………………………………………………………………………...3
DESVENTAJAS…………………………………………..………………………………………….3
ELEMENTOS BASICOS DE UNA INSTALACION DE AIRE COMPRI MIDO…………………….4
………………………………………………….4
……………………………………………………………………………..6
…………………………………………………….7
………………………………………………………………………………..8
……………………………………………………………………8
……………………………………………………………………9
……………………………………………………………..10
………………………………………………………………………………10
…………………………………………………………………….12
…………………………………………………………………………..14
CÁLCULO Y DISEÑO DE RED DE AIRE COMPRIMIDO PARA UNA NAVE INDUSTRIAL ..16
CONCLUCIONES………………………………………………………………………………………24
BIBLEOGRAFIA………………………………………………………………………………………..24
1.- INTRODUCCION.
Se puede definir la neumática como la técnica de aplicación y utilización racional del aire comprimido.
El aire comprimido es una fuente de energía que al aprovechar las ventajas que proporciona a la hora de trabajar con elementos eficiente, las tareas que se puedan emprender en cualquier industria.
La gama de aplicaciones destinadas al aire comprimido abarca desde un neumático que necesita ser inflado, hasta una fábricomprimido.
2.- CARACTERÍSTICAS DEL FLUIDOS AIRE.
Se precisan conocer algunas de las característic
proceder al cálculo y razonamiento de algunos concept
como fuente de energía neumática
� El aire no tiene forma determinada y tiende a repartirse uniformemente dentro del
recipiente que lo contiene.
� La presión de un gas encerrado en un recipiente se encuentra en equilibrio en todos los
puntos de su masa y mantiene la misma presión en cualquier punto del recipiente.
� La densidad de un gas depende de su presión y temperatura.
� La masa de un gas opone
� El aire permite ser comprimido (compresión) y tiene tendencia a la dilatación (expansión).
Composición volumétrica:
� 78% de nitrógeno
� 20% de oxígeno
� 1.3% de argón
� 0.05% de helio, hidrógeno, dióxido de
polvo.
Peso específico:
Es el peso por unidad de volumen. Para el aire = 1.293 kg/m³ a 0 °C y una atmósfera de presión
Volumen Específico:
Es el volumen de la unidad de peso. Para el aire = 0.773 m³/kg a 0
Temperatura Absoluta:
Esta temperatura se define teniendo como base el cero absoluto. Cero absoluto =
273.15 °C
RED DE AIRE COMPRIMIDO
Se puede definir la neumática como la técnica de aplicación y utilización racional del aire
El aire comprimido es una fuente de energía que al aprovechar las ventajas que proporciona a la hora de trabajar con elementos neumáticos, nos permite realizar de una forma más rápida y eficiente, las tareas que se puedan emprender en cualquier industria.
La gama de aplicaciones destinadas al aire comprimido abarca desde un neumático que necesita ser inflado, hasta una fábrica que tenga que producir la mayoría de sus productos con aire
CARACTERÍSTICAS DEL FLUIDOS AIRE.
Se precisan conocer algunas de las características físicas del aire comprimido
proceder al cálculo y razonamiento de algunos conceptos fundamentales, básicos para su empleo
como fuente de energía neumática
El aire no tiene forma determinada y tiende a repartirse uniformemente dentro del
recipiente que lo contiene.
La presión de un gas encerrado en un recipiente se encuentra en equilibrio en todos los
puntos de su masa y mantiene la misma presión en cualquier punto del recipiente.
La densidad de un gas depende de su presión y temperatura.
La masa de un gas opone muy poca resistencia a los esfuerzos de corte
El aire permite ser comprimido (compresión) y tiene tendencia a la dilatación (expansión).
0.05% de helio, hidrógeno, dióxido de carbono, etc. y cantidades variables de agua y
Es el peso por unidad de volumen. Para el aire = 1.293 kg/m³ a 0 °C y una atmósfera de presión
Es el volumen de la unidad de peso. Para el aire = 0.773 m³/kg a 0 °C y una atmósfera de presión.
Esta temperatura se define teniendo como base el cero absoluto. Cero absoluto =
3
Se puede definir la neumática como la técnica de aplicación y utilización racional del aire
El aire comprimido es una fuente de energía que al aprovechar las ventajas que proporciona a la neumáticos, nos permite realizar de una forma más rápida y
La gama de aplicaciones destinadas al aire comprimido abarca desde un neumático que necesita ca que tenga que producir la mayoría de sus productos con aire
as físicas del aire comprimido antes de
os fundamentales, básicos para su empleo
El aire no tiene forma determinada y tiende a repartirse uniformemente dentro del
La presión de un gas encerrado en un recipiente se encuentra en equilibrio en todos los
puntos de su masa y mantiene la misma presión en cualquier punto del recipiente.
muy poca resistencia a los esfuerzos de corte
El aire permite ser comprimido (compresión) y tiene tendencia a la dilatación (expansión).
carbono, etc. y cantidades variables de agua y
Es el peso por unidad de volumen. Para el aire = 1.293 kg/m³ a 0 °C y una atmósfera de presión
°C y una atmósfera de presión.
Esta temperatura se define teniendo como base el cero absoluto. Cero absoluto = -459.67 °F ó -
Cero absoluto es aquella temperatura que se presentaría en el caso de que todo el calor se
remueva del material o la temperatura a la cual teóricamente el volumen del gas sería cero.
Presión:
Es la fuerza aplicada por unidad de superficie, es el cociente entre la fuerza y la superficie que
recibe su acción, es decir
P = F/S En donde F = Fuerza, S
Presión Atmosférica:
Presión atmosférica normal (o altura barométrica normal) es la presión de una columna de
mercurio de 760 mm. De altura a nivel del mar. El valor de la atmósfera es de 1.033 Kg./cm2
Caudal:
Se pude definir como la cantid
por unidad de tiempo.
Caudal = Volumen / Tiempo = Velocidad x Área
Existen dos formas de expresar el caudal:
� Caudal másico. Cantidad de masa de un fluido que pasa por una sección en unid
tiempo.
� Caudal volumétrico. Cantidad de fluido que pasa por una sección en la unidad de tiempo.
2.1.- VENTAJAS Y DESVENAJAS DEL AIRE COMPRIMIDO.
Las características que han contribuido a la gran aplicación del aire comprimido se
exponen a continuación con sus ventajas é inconvenientes.
2.1.1.- VENTAJAS:
A continuación se enumera una lista de ventajas que presenta el aire comprimido
� Abundante: Es ilimitado y se encuentra disponible gratuitamente en cualquier lugar. No
precisa conductos de retorno. El aire utilizado pasa de nuevo a la atmósfera.
� Almacenaje: Almacenado y comprimido en acumuladores o depósitos, puede ser
transportado y utilizado d
� Antideflagrante : Está a prueba de explosiones. No hay riesgo de chispas en atmósferas
explosivas. Puede utilizarse en lugares húmedos sin riesgo de electricidad estática.
� Temperatura: Es fiable, incluso a temperaturas extremas.
� Limpieza : Cuando se producen escapes no es perjudicial y pueden colocarse en las
líneas, depuradoras o extractores para mantener el aire limpio.
� Elementos: El diseño y constitución de elementos es fácil y de simple confección.
Cero absoluto es aquella temperatura que se presentaría en el caso de que todo el calor se
a del material o la temperatura a la cual teóricamente el volumen del gas sería cero.
Es la fuerza aplicada por unidad de superficie, es el cociente entre la fuerza y la superficie que
P = F/S En donde F = Fuerza, S = Superficie
Presión atmosférica normal (o altura barométrica normal) es la presión de una columna de
mercurio de 760 mm. De altura a nivel del mar. El valor de la atmósfera es de 1.033 Kg./cm2
Se pude definir como la cantidad de fluido que pasa por una determinada sección de un conducto
Caudal = Volumen / Tiempo = Velocidad x Área
Existen dos formas de expresar el caudal:
Caudal másico. Cantidad de masa de un fluido que pasa por una sección en unid
Caudal volumétrico. Cantidad de fluido que pasa por una sección en la unidad de tiempo.
VENTAJAS Y DESVENAJAS DEL AIRE COMPRIMIDO.
Las características que han contribuido a la gran aplicación del aire comprimido se
continuación con sus ventajas é inconvenientes.
A continuación se enumera una lista de ventajas que presenta el aire comprimido
Es ilimitado y se encuentra disponible gratuitamente en cualquier lugar. No
precisa conductos de retorno. El aire utilizado pasa de nuevo a la atmósfera.
Almacenado y comprimido en acumuladores o depósitos, puede ser
transportado y utilizado donde y cuando se precise.
: Está a prueba de explosiones. No hay riesgo de chispas en atmósferas
explosivas. Puede utilizarse en lugares húmedos sin riesgo de electricidad estática.
Es fiable, incluso a temperaturas extremas.
: Cuando se producen escapes no es perjudicial y pueden colocarse en las
líneas, depuradoras o extractores para mantener el aire limpio.
El diseño y constitución de elementos es fácil y de simple confección.
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Cero absoluto es aquella temperatura que se presentaría en el caso de que todo el calor se
a del material o la temperatura a la cual teóricamente el volumen del gas sería cero.
Es la fuerza aplicada por unidad de superficie, es el cociente entre la fuerza y la superficie que
Presión atmosférica normal (o altura barométrica normal) es la presión de una columna de
mercurio de 760 mm. De altura a nivel del mar. El valor de la atmósfera es de 1.033 Kg./cm2
ad de fluido que pasa por una determinada sección de un conducto
Caudal másico. Cantidad de masa de un fluido que pasa por una sección en unidad de
Caudal volumétrico. Cantidad de fluido que pasa por una sección en la unidad de tiempo.
Las características que han contribuido a la gran aplicación del aire comprimido se
A continuación se enumera una lista de ventajas que presenta el aire comprimido
Es ilimitado y se encuentra disponible gratuitamente en cualquier lugar. No
precisa conductos de retorno. El aire utilizado pasa de nuevo a la atmósfera.
Almacenado y comprimido en acumuladores o depósitos, puede ser
: Está a prueba de explosiones. No hay riesgo de chispas en atmósferas
explosivas. Puede utilizarse en lugares húmedos sin riesgo de electricidad estática.
: Cuando se producen escapes no es perjudicial y pueden colocarse en las
El diseño y constitución de elementos es fácil y de simple confección.
� Velocidad: Se obtienen velocidades muy elevadas en aplicaciones de herramientas de
montaje.
� Regulación: Las velocidades y las fuerzas pueden regularse de manera continua y
escalonada combinando con sistemas oleoneumáticos.
� Sobrecargas: Se pueden llegar en los el
parada, sin riesgo alguno de sobrecargas y tendencia al calentamiento.
2.1.2.- DESVENTAJAS:
� Preparación: Es preciso eliminar impurezas y humedades previas a su utilización.
� Velocidad: Debido a su gran compresib
elementos de trabajo.
� Ruidos: El aire que escapa a la atmósfera produce a veces ruidos bastante molestos. Se
superan mediante dispositivos silenciadores.
� Esfuerzos: Son limitados (2.000 a 3.000 kilogramo
� Costo: Es una fuente de energía cara, pero compensada con el buen rendimiento y
facilidad de implantación.
3.- ELEMENTOS BASICOS DE UNA INSTALACION DE AIRE COMPRI MIDO.
La instalación estará compuesta por los siguientes elementos:
� Central de producción.
� Red de distribución.
� Sistema de control y mantenimiento.
3.1.- CENTRAL DE PRODUCCION
La sala de compresores es el centro principal de producción de aire comprimido
cual se envía, por toda la fábrica, dando potencia a los equipos y elementos accionados por el aire
comprimido.
Para su ubicación se ha elegido un lugar cerrado pero bien ventilado y preferentemente la zona
norte, y a la sombra para tomar aire lo
con lo que se evita que, al menos una parte, se introduzcan en la red de tuberías; además un
mejor disipa miento del calor generado por el compresor, de tal manera que no se produzca un
incremento de temperatura ambiente excesivo.
La altura libre del local no debe ser inferior a 250 cm y en cualquier caso la distancia entre el
extremo superior de los equipos una vez instalados y el techo será de 30 cm como mínimo. Se
dispondrá un sumidero sifónico
alimentación del equipo. Y en los lugares donde se sitúe un separador de gotas, este irá
conectado a la red de saneamiento, mediante una tubería.
Se obtienen velocidades muy elevadas en aplicaciones de herramientas de
Las velocidades y las fuerzas pueden regularse de manera continua y
escalonada combinando con sistemas oleoneumáticos.
Se pueden llegar en los elementos neumáticos de trabajo hasta su total
parada, sin riesgo alguno de sobrecargas y tendencia al calentamiento.
Es preciso eliminar impurezas y humedades previas a su utilización.
Debido a su gran compresibilidad, no se obtienen velocidades uniformes en
elementos de trabajo.
El aire que escapa a la atmósfera produce a veces ruidos bastante molestos. Se
superan mediante dispositivos silenciadores.
Son limitados (2.000 a 3.000 kilogramos con presión de trabajo de 7 Kg./ cm².
Es una fuente de energía cara, pero compensada con el buen rendimiento y
facilidad de implantación.
ELEMENTOS BASICOS DE UNA INSTALACION DE AIRE COMPRI MIDO.
La instalación estará compuesta por los siguientes elementos:
Central de producción.
Sistema de control y mantenimiento.
CENTRAL DE PRODUCCION
La sala de compresores es el centro principal de producción de aire comprimido
cual se envía, por toda la fábrica, dando potencia a los equipos y elementos accionados por el aire
Para su ubicación se ha elegido un lugar cerrado pero bien ventilado y preferentemente la zona
norte, y a la sombra para tomar aire lo más frío posible. Esto facilita la decantación de impurezas
con lo que se evita que, al menos una parte, se introduzcan en la red de tuberías; además un
mejor disipa miento del calor generado por el compresor, de tal manera que no se produzca un
de temperatura ambiente excesivo.
La altura libre del local no debe ser inferior a 250 cm y en cualquier caso la distancia entre el
extremo superior de los equipos una vez instalados y el techo será de 30 cm como mínimo. Se
dispondrá un sumidero sifónico conectado a la red de saneamiento y acometida eléctrica para la
alimentación del equipo. Y en los lugares donde se sitúe un separador de gotas, este irá
conectado a la red de saneamiento, mediante una tubería.
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Se obtienen velocidades muy elevadas en aplicaciones de herramientas de
Las velocidades y las fuerzas pueden regularse de manera continua y
ementos neumáticos de trabajo hasta su total
parada, sin riesgo alguno de sobrecargas y tendencia al calentamiento.
Es preciso eliminar impurezas y humedades previas a su utilización.
ilidad, no se obtienen velocidades uniformes en
El aire que escapa a la atmósfera produce a veces ruidos bastante molestos. Se
s con presión de trabajo de 7 Kg./ cm².
Es una fuente de energía cara, pero compensada con el buen rendimiento y
ELEMENTOS BASICOS DE UNA INSTALACION DE AIRE COMPRI MIDO.
La sala de compresores es el centro principal de producción de aire comprimido desde la
cual se envía, por toda la fábrica, dando potencia a los equipos y elementos accionados por el aire
Para su ubicación se ha elegido un lugar cerrado pero bien ventilado y preferentemente la zona
más frío posible. Esto facilita la decantación de impurezas
con lo que se evita que, al menos una parte, se introduzcan en la red de tuberías; además un
mejor disipa miento del calor generado por el compresor, de tal manera que no se produzca un
La altura libre del local no debe ser inferior a 250 cm y en cualquier caso la distancia entre el
extremo superior de los equipos una vez instalados y el techo será de 30 cm como mínimo. Se
conectado a la red de saneamiento y acometida eléctrica para la
alimentación del equipo. Y en los lugares donde se sitúe un separador de gotas, este irá
La central estará compuesta por los elementos
� Tomas de aire
� Compresor
� Refrigerador
� Depósito acumulador
� Secador frigorífico
3.1.1.- Filtro del compresor:
antes de la compresión con el fin de proteger al compresor y evitar el ingreso de contaminantes al
sistema.
3.1.2.- Compresor: Es el encargado de convertir la energía mecánica, en energía neumática
comprimiendo el aire. La conexión del compresor a la red debe ser flexible para evitar la
transmisión de vibraciones debidas al funcionamiento del mismo.
3.1.3.- Refrigerador: Es el en
naturalmente dentro del aire en forma de humedad.
3.1.4.- Depósito Acumulador:
partículas y humedad.
3.1.5.- Filtros de línea: Se encargan de purificar el aire hasta una calidad adecuada para el
promedio de aplicaciones conectadas a la red.
3.1.6.- Secadores: Estará provisto de un by
colocará en la salida del depósito acumulador
Aplicaciones con sus purgas, unidades de mantenimiento (filtro, reguladores de presión y
lubricador) y secadores adicionales.
Los elementos 1, 2, 3, 4 y 5 se ubican en la tubería principal. Su presencia es
las redes de aire comprimido. El 6 puede ubicarse en las tuberías secundarias y el 7 se instala en
la tubería de servicio que alimenta las diferentes aplicaciones.
La central estará compuesta por los elementos siguientes:
Depósito acumulador
Figura 3.1.
Filtro del compresor: Este dispositivo es utilizado para eliminar las impurezas del aire
antes de la compresión con el fin de proteger al compresor y evitar el ingreso de contaminantes al
Es el encargado de convertir la energía mecánica, en energía neumática
comprimiendo el aire. La conexión del compresor a la red debe ser flexible para evitar la
transmisión de vibraciones debidas al funcionamiento del mismo.
Es el encargado de eliminar gran parte del agua que se encuentra
naturalmente dentro del aire en forma de humedad.
Depósito Acumulador: Almacena energía neumática y permite el asentamiento de
Se encargan de purificar el aire hasta una calidad adecuada para el
promedio de aplicaciones conectadas a la red.
Estará provisto de un by-pass que puntee la entrada y salida del mismo. Se
colocará en la salida del depósito acumulador para eliminar la humedad residual del aire.
Aplicaciones con sus purgas, unidades de mantenimiento (filtro, reguladores de presión y
lubricador) y secadores adicionales.
Los elementos 1, 2, 3, 4 y 5 se ubican en la tubería principal. Su presencia es
las redes de aire comprimido. El 6 puede ubicarse en las tuberías secundarias y el 7 se instala en
la tubería de servicio que alimenta las diferentes aplicaciones.
6
Este dispositivo es utilizado para eliminar las impurezas del aire
antes de la compresión con el fin de proteger al compresor y evitar el ingreso de contaminantes al
Es el encargado de convertir la energía mecánica, en energía neumática
comprimiendo el aire. La conexión del compresor a la red debe ser flexible para evitar la
cargado de eliminar gran parte del agua que se encuentra
Almacena energía neumática y permite el asentamiento de
Se encargan de purificar el aire hasta una calidad adecuada para el
pass que puntee la entrada y salida del mismo. Se
para eliminar la humedad residual del aire.
Aplicaciones con sus purgas, unidades de mantenimiento (filtro, reguladores de presión y
Los elementos 1, 2, 3, 4 y 5 se ubican en la tubería principal. Su presencia es obligatoria en todas
las redes de aire comprimido. El 6 puede ubicarse en las tuberías secundarias y el 7 se instala en
3.2.- RED DE DISTRIBUSION.
Comprende el conjunto de canalizaciones,
situados en la central de producción y las válvulas de toma que permiten la conexión de los
equipos utilizadores.
Cuando los equipos de consumo utilicen el aire comprimido a una presión inferior a la de
producida por el compresor, se intercalará en la canalización la correspondiente válvula reguladora
de presión.
Las canalizaciones horizontales se dispondrán vistas y tendrán una pendiente descendente en el
sentido del aire comprimido del 2%, para poder desalojar el
instalación; para ello se colocará una purga al final de la tubería y en un lugar que resulte
cómodo para su manejo. En el extremo de cada ramal de acometida se colocará una válvula de
toma a una altura sobre el suelo compre
La conexión de los ramales de trabajo a la tubería principal se hará por la parte superior para
evitar que la posible agua acumulada penetre en los equipos.
� Tubería Principal. Son los que toman el aire del
caudal el cual debe tener la mayor
futuras ampliaciones de la
� Tubería Secundaria.
las áreas del trabajo de las cuales salen las tuberías de servicio, el caudal de aire que
transporta será el correspondiente a la suma de los caudales parciales que de ella se
derivan.se considera una velocidad entre (15
� Tuberías de servicio.
equipos o herramientas
mangueras de aire, así
aire en estas tuberías es de 30 m/s.
3.3.- SISTEMA DE CONTROL Y MATENIMIENTO.
Estará compuesto por el cuadro general de maniobra. El cuadro general de maniobra irá
conectado a la unidad compresora y al depósito acumulador para controlar manual y
automáticamente el funcionamiento de la central. Se conectará también a
Electricidad. Puesta a Tierra”.
Se dispondrá de varios elementos, que ayudarán a obtener un mejor rendimiento y cuidado de la
instalación, como son los filtros, lubricadores, separadores de gotas, etc.
3.3.1.- Filtros. Elección del filtro apropiado es fundamental para la calidad del aire. Para obtener
aire comprimido de alta calidad, es necesario prever varias fases de filtración. Un solo filtro “fino”
no es suficiente para obtener aire de calidad satisfactoria.
RED DE DISTRIBUSION.
Comprende el conjunto de canalizaciones, filtros y elementos de corte y regulación
situados en la central de producción y las válvulas de toma que permiten la conexión de los
Cuando los equipos de consumo utilicen el aire comprimido a una presión inferior a la de
por el compresor, se intercalará en la canalización la correspondiente válvula reguladora
Las canalizaciones horizontales se dispondrán vistas y tendrán una pendiente descendente en el
sentido del aire comprimido del 2%, para poder desalojar el agua acumulada dentro de la
instalación; para ello se colocará una purga al final de la tubería y en un lugar que resulte
cómodo para su manejo. En el extremo de cada ramal de acometida se colocará una válvula de
toma a una altura sobre el suelo comprendida entre 120 y 150 cm.
La conexión de los ramales de trabajo a la tubería principal se hará por la parte superior para
evitar que la posible agua acumulada penetre en los equipos.
Son los que toman el aire del depósito conduciendo la
caudal el cual debe tener la mayor sección posible y prever un margen de seguridad para
futuras ampliaciones de la fábrica, considerando una velocidad de (6 –
Secundaria. Son las que toman el aire de la tubería principal,
del trabajo de las cuales salen las tuberías de servicio, el caudal de aire que
transporta será el correspondiente a la suma de los caudales parciales que de ella se
se considera una velocidad entre (15 – 20) m/s
de servicio. Las tuberías de servicio o bajantes son las que alimentan a los
equipos o herramientas neumáticas, estas tuberías llevan enchufes rápidos para las
así como el conjunto de acondicionamiento, la velocidad
estas tuberías es de 30 m/s.
SISTEMA DE CONTROL Y MATENIMIENTO.
Estará compuesto por el cuadro general de maniobra. El cuadro general de maniobra irá
conectado a la unidad compresora y al depósito acumulador para controlar manual y
automáticamente el funcionamiento de la central. Se conectará también a tierra
Tierra”.
Se dispondrá de varios elementos, que ayudarán a obtener un mejor rendimiento y cuidado de la
os, lubricadores, separadores de gotas, etc.
Elección del filtro apropiado es fundamental para la calidad del aire. Para obtener
aire comprimido de alta calidad, es necesario prever varias fases de filtración. Un solo filtro “fino”
suficiente para obtener aire de calidad satisfactoria.
7
filtros y elementos de corte y regulación
situados en la central de producción y las válvulas de toma que permiten la conexión de los
Cuando los equipos de consumo utilicen el aire comprimido a una presión inferior a la de
por el compresor, se intercalará en la canalización la correspondiente válvula reguladora
Las canalizaciones horizontales se dispondrán vistas y tendrán una pendiente descendente en el
agua acumulada dentro de la
instalación; para ello se colocará una purga al final de la tubería y en un lugar que resulte
cómodo para su manejo. En el extremo de cada ramal de acometida se colocará una válvula de
La conexión de los ramales de trabajo a la tubería principal se hará por la parte superior para
conduciendo la totalidad del
posible y prever un margen de seguridad para
– 8) m/s
Son las que toman el aire de la tubería principal, ramificándose por
del trabajo de las cuales salen las tuberías de servicio, el caudal de aire que
transporta será el correspondiente a la suma de los caudales parciales que de ella se
Las tuberías de servicio o bajantes son las que alimentan a los
, estas tuberías llevan enchufes rápidos para las
como el conjunto de acondicionamiento, la velocidad máxima del
Estará compuesto por el cuadro general de maniobra. El cuadro general de maniobra irá
conectado a la unidad compresora y al depósito acumulador para controlar manual y
tierra “Instalaciones de
Se dispondrá de varios elementos, que ayudarán a obtener un mejor rendimiento y cuidado de la
Elección del filtro apropiado es fundamental para la calidad del aire. Para obtener
aire comprimido de alta calidad, es necesario prever varias fases de filtración. Un solo filtro “fino”
Clasificación de los filtros:
� Filtro: Los filtros comunes son capaces de retener partículas de tamaños superiores a 40
µm o a 5 µm, según su grado de filtración y el tipo de cartucho filt
� Microfiltro: Estos filtros retienen partículas de tamaños superiores a 0,1
� Filtro submicrónico: Estos filtros pueden retener partículas de tamaños superiores a 0,01
µm. Sin embargo, antes de pasar por estos filtros, el aire tiene que haber pasa
previamente por otro, capaz de retener partículas de hasta 5
� Filtros de carbón activo: Estos filtros son capaces de retener partículas a partir de 0,003
µm, lo que significa que pueden retener substancias aromatizantes u odor
de carbón activo también se llaman filtros submicrónicos.
2.3.2.- Lubricadores. Los lubricadores se encargan automáticamente de dosificar la niebla de
aceite necesaria. El aire enriquecido con niebla de aceite evita que se produzca una fricción seca
en las partes móviles de los actuadores y las unidades consumidoras y, además, contribuye a
evitar su desgaste prematuro. Sin embargo, sería incorrecto creer que el aceite procedente del
compresor es apropiado para cumplir estas funciones. Buena parte de la estru
este aceite se destruye por la presión y el calor durante la operación de compresión, con lo que se
convierte en un medio ácido muy agresivo. Ello significa que este aceite es completamente
inapropiado para la lubricación de los compone
3.3.3.- Reguladores de Presión.
constante el nivel de la presión secundaria (que lleva hacia las unidades consumidoras),
independientemente de las oscilaciones que se producen en el circuito principal (presión
primaria). Si varía la presión secundaria, el funcionamiento de los elementos de mando y de los
actuadores varia de modo inaceptable.
Si la presión de funcionamiento es demasiado alta, aumenta el desgaste y el consumo de energía
es menos eficiente. Si la presión de funcionamiento es demasiado baja, el rendimiento disminuye
y, con frecuencia, las unidades consumidoras no funcionan corr
funcionamiento se regula mediante la válvula reguladora.
3.3.4.- Separador de Agua.
acumuladas en la red de tuberías. Es absolutamente necesario efectuar los trabajos
mantenimiento con regularidad y en concordancia con las recomendaciones oficiales.
Se colocarán separadores automáticos, debido a sus pocas inspecciones.
4.- CALCULO DE CARGAS.
Una vez establecidas las ideas preliminares, quedan marcadas las condicion
resulte rentable el aire comprimido y que son: evitar la caída de presión, las fugas de aire y
ofrecerle calidad para mejorar su contenido. Antes de seguir adelante, se definirán varios
conceptos que serán de utilidad en el cálculo.
Filtro: Los filtros comunes son capaces de retener partículas de tamaños superiores a 40
ún su grado de filtración y el tipo de cartucho filt
Microfiltro: Estos filtros retienen partículas de tamaños superiores a 0,1
Filtro submicrónico: Estos filtros pueden retener partículas de tamaños superiores a 0,01
m. Sin embargo, antes de pasar por estos filtros, el aire tiene que haber pasa
previamente por otro, capaz de retener partículas de hasta 5µm.
Filtros de carbón activo: Estos filtros son capaces de retener partículas a partir de 0,003
m, lo que significa que pueden retener substancias aromatizantes u odor
carbón activo también se llaman filtros submicrónicos.
Los lubricadores se encargan automáticamente de dosificar la niebla de
aceite necesaria. El aire enriquecido con niebla de aceite evita que se produzca una fricción seca
rtes móviles de los actuadores y las unidades consumidoras y, además, contribuye a
evitar su desgaste prematuro. Sin embargo, sería incorrecto creer que el aceite procedente del
compresor es apropiado para cumplir estas funciones. Buena parte de la estru
este aceite se destruye por la presión y el calor durante la operación de compresión, con lo que se
convierte en un medio ácido muy agresivo. Ello significa que este aceite es completamente
inapropiado para la lubricación de los componentes de la red.
Reguladores de Presión. Los reguladores de presión tienen la función de mantener
constante el nivel de la presión secundaria (que lleva hacia las unidades consumidoras),
independientemente de las oscilaciones que se producen en el circuito principal (presión
ía la presión secundaria, el funcionamiento de los elementos de mando y de los
actuadores varia de modo inaceptable.
Si la presión de funcionamiento es demasiado alta, aumenta el desgaste y el consumo de energía
es menos eficiente. Si la presión de funcionamiento es demasiado baja, el rendimiento disminuye
y, con frecuencia, las unidades consumidoras no funcionan correctamente. La presión de
funcionamiento se regula mediante la válvula reguladora.
Separador de Agua. El separador de agua se encarga de eliminar las gotas de agua
acumuladas en la red de tuberías. Es absolutamente necesario efectuar los trabajos
mantenimiento con regularidad y en concordancia con las recomendaciones oficiales.
Se colocarán separadores automáticos, debido a sus pocas inspecciones.
Una vez establecidas las ideas preliminares, quedan marcadas las condicion
resulte rentable el aire comprimido y que son: evitar la caída de presión, las fugas de aire y
ofrecerle calidad para mejorar su contenido. Antes de seguir adelante, se definirán varios
conceptos que serán de utilidad en el cálculo.
8
Filtro: Los filtros comunes son capaces de retener partículas de tamaños superiores a 40
ún su grado de filtración y el tipo de cartucho filtrante.
Microfiltro: Estos filtros retienen partículas de tamaños superiores a 0,1µm.
Filtro submicrónico: Estos filtros pueden retener partículas de tamaños superiores a 0,01
m. Sin embargo, antes de pasar por estos filtros, el aire tiene que haber pasado
Filtros de carbón activo: Estos filtros son capaces de retener partículas a partir de 0,003
m, lo que significa que pueden retener substancias aromatizantes u odoríferas. Los filtros
Los lubricadores se encargan automáticamente de dosificar la niebla de
aceite necesaria. El aire enriquecido con niebla de aceite evita que se produzca una fricción seca
rtes móviles de los actuadores y las unidades consumidoras y, además, contribuye a
evitar su desgaste prematuro. Sin embargo, sería incorrecto creer que el aceite procedente del
compresor es apropiado para cumplir estas funciones. Buena parte de la estructura molecular de
este aceite se destruye por la presión y el calor durante la operación de compresión, con lo que se
convierte en un medio ácido muy agresivo. Ello significa que este aceite es completamente
Los reguladores de presión tienen la función de mantener
constante el nivel de la presión secundaria (que lleva hacia las unidades consumidoras),
independientemente de las oscilaciones que se producen en el circuito principal (presión
ía la presión secundaria, el funcionamiento de los elementos de mando y de los
Si la presión de funcionamiento es demasiado alta, aumenta el desgaste y el consumo de energía
es menos eficiente. Si la presión de funcionamiento es demasiado baja, el rendimiento disminuye
ectamente. La presión de
El separador de agua se encarga de eliminar las gotas de agua
acumuladas en la red de tuberías. Es absolutamente necesario efectuar los trabajos de
mantenimiento con regularidad y en concordancia con las recomendaciones oficiales.
Una vez establecidas las ideas preliminares, quedan marcadas las condiciones para que
resulte rentable el aire comprimido y que son: evitar la caída de presión, las fugas de aire y
ofrecerle calidad para mejorar su contenido. Antes de seguir adelante, se definirán varios
4.1.- CONSUMO ESPESIFICO
Se llama consumo específico de una herramienta o equipo al consumo de aire requerido
para servicio continuo a la presión de trabajo dada por el fabricante. Se expresa en aire libre (l /
min. Litros por minuto N m3 /min. Metros cúbico
minuto.)
4.2.- COEFICIENTE DE UTILIZACION.
En la determinación de la capacidad el compresor necesario para alimentar una
herramienta, máquina o un grupo de accionamientos
específico del aparato, el tiempo que el componente neumático está parado por la índole de su
trabajo. Este margen de operación intermitente, o factor de servicio se denomina Coeficiente de
Utilización y varia conforme la prestación de cada herramienta, máquina o accionamiento. Que
esta se puede expresar en %.
NSUMO ESPESIFICO.
Se llama consumo específico de una herramienta o equipo al consumo de aire requerido
para servicio continuo a la presión de trabajo dada por el fabricante. Se expresa en aire libre (l /
min. Litros por minuto N m3 /min. Metros cúbicos normales por minuto, CFM pies cúbicos por
Tabla 4.1.
COEFICIENTE DE UTILIZACION.
En la determinación de la capacidad el compresor necesario para alimentar una
herramienta, máquina o un grupo de accionamientos neumáticos, intervienen, aparte del consumo
específico del aparato, el tiempo que el componente neumático está parado por la índole de su
trabajo. Este margen de operación intermitente, o factor de servicio se denomina Coeficiente de
onforme la prestación de cada herramienta, máquina o accionamiento. Que
esta se puede expresar en %. 9
Se llama consumo específico de una herramienta o equipo al consumo de aire requerido
para servicio continuo a la presión de trabajo dada por el fabricante. Se expresa en aire libre (l /
s normales por minuto, CFM pies cúbicos por
En la determinación de la capacidad el compresor necesario para alimentar una
neumáticos, intervienen, aparte del consumo
específico del aparato, el tiempo que el componente neumático está parado por la índole de su
trabajo. Este margen de operación intermitente, o factor de servicio se denomina Coeficiente de
onforme la prestación de cada herramienta, máquina o accionamiento. Que
4.3.- COEFICIENTE DE SIMULTANEIDAD.
Cuando hay en funcionamiento diversas herramientas o en general, todos los equipos que
integran, una industria o un
cada una de ellas nos dará una cifra denominada coeficiente de simultaneidad.
Los manuales suelen proporcionar valores de este coeficiente en función del número de maquinas
que alimenta la instalación.
4.4.- CAIDAS DE PRESION.
Las caídas de presión no deben exceder el 2% de la presión de suministro
Hay que determinar la longitud equivalente desde el compresor al punto más alejado de la
instalación. Para ello, a la longitud real se le ha de sumar la longitud equivalente que aportan las
pérdidas singulares.
1er método utilizando tablas:
La tabla 4.4.1. Da valores de pérdidas de presión (en pies) de diversos elementos singulares. Con
este procedimiento, el grado de obstrucci
equivalente para facilitar los cálculos.
COEFICIENTE DE SIMULTANEIDAD.
Cuando hay en funcionamiento diversas herramientas o en general, todos los equipos que
integran, una industria o un centro de servicio, el promedio de los coeficientes de utilización de
cada una de ellas nos dará una cifra denominada coeficiente de simultaneidad.
Los manuales suelen proporcionar valores de este coeficiente en función del número de maquinas
Tabla 4.2.
Las caídas de presión no deben exceder el 2% de la presión de suministro
Hay que determinar la longitud equivalente desde el compresor al punto más alejado de la
instalación. Para ello, a la longitud real se le ha de sumar la longitud equivalente que aportan las
1er método utilizando tablas:
valores de pérdidas de presión (en pies) de diversos elementos singulares. Con
este procedimiento, el grado de obstrucción al flujo se ha convertido en
equivalente para facilitar los cálculos.
Tabla 4.3
10
Cuando hay en funcionamiento diversas herramientas o en general, todos los equipos que
centro de servicio, el promedio de los coeficientes de utilización de
cada una de ellas nos dará una cifra denominada coeficiente de simultaneidad.
Los manuales suelen proporcionar valores de este coeficiente en función del número de maquinas
Hay que determinar la longitud equivalente desde el compresor al punto más alejado de la
instalación. Para ello, a la longitud real se le ha de sumar la longitud equivalente que aportan las
valores de pérdidas de presión (en pies) de diversos elementos singulares. Con
flujo se ha convertido en una longitud lineal
2do método utilizando nomogramas de (norgren)
3er método utilizando formula de Darcy
� Q = Caudal ��� ���⁄ �� f = Factor de fricción � � = Densidad � �⁄� D = Diámetro interior de la tubería � L = Longitud de la tubería
4to método utilizando formula empírica:
� V = Velocidad del aire en� T = Temperatura absoluta� D = Diámetro interior de la tubería� L = Longitud de la tubería � P = Presión � ���⁄� R = Constante del aire
utilizando nomogramas de (norgren)
Figura 4.2.
método utilizando formula de Darcy - Weisbach:
� ���
D = Diámetro interior de la tubería � L = Longitud de la tubería ���
∆� � 8 ∗ � ∗ � ∗ � ∗ ���� ∗ ��
4to método utilizando formula empírica:
V = Velocidad del aire en �� �⁄ � T = Temperatura absoluta ��
interior de la tubería 2��� Longitud de la tubería ��� �� Constante del aire � ∗ �/ ∗ �
11
G � G 10 2,03 100 15 1,92 150 25 1,78 250 40 1,66 400 65 1,54 650 100 1,45 100
Tabla 4.4. Índice de resistencia
Para � � 1,3 ∗ � se tiene tiene:
5.- SELECCIÓN DEL COMPRESOR
La selección del tipo de compresor y de su capaci
de una instalación de aire comprimido. Una ac
durante el funcionamiento normal de la instalación.
Para elegir correctamente el tipo de compresor más apropiado para l
es preciso conocer el consum
comprimido es aquel que resulta de sumar el consumo
conectados en la planta, trabajando a pleno rendimie
Puesto que todos los elementos neumáticos
su capacidad al mismo tiempo durante las 24 horas del día, es
como:
!"�#$% '(Este factor de carga trata de tener en cuenta los c
máximo los tiempos de arranque del
La capacidad del compresor o compresores necesarios puede averiguarse estableciendo los
sucesivos procedimientos:
� Se estudian detenidamente t
comprimido.
� Se perfila el consumo general promedio del aire libre d
su consumo específico
� Establézcase el coeficiente de utilización individual o el coeficiente de simultaneidad global
por características de la industria
� Se multiplica el consumo total promedio de aire libre por el coeficiente de simultaneidad
para obtener la cantidad de aire libre que deberá suministrar el compresor.
� G � G 1,45 1000 1,03 10000 1,36 1500 0,97 15000 1,26 2500 0,90 25000 1,18 4000 0,84 40000 1,10 6500 0,78 65000 1,03 10000 0,73 100000
Índice de resistencia � para G kg de peso de aire comprimido que circula a la hora:
tiene: �
∆� � �) ∗ * ∗ +��, ∗ � ∗ � ∗
SELECCIÓN DEL COMPRESOR
La selección del tipo de compresor y de su capacidad son parámetros críticos en
de una instalación de aire comprimido. Una acertada elección supone un gran
durante el funcionamiento normal de la instalación.
Para elegir correctamente el tipo de compresor más apropiado para las necesidades de diseño,
es preciso conocer el consumo total de aire comprimido. En general, el consumo total de aire
ue resulta de sumar el consumo de todos los equipos neumáticos
conectados en la planta, trabajando a pleno rendimiento.
Puesto que todos los elementos neumáticos de una instalación no trabajan
su capacidad al mismo tiempo durante las 24 horas del día, es habitual definir un factor de carga
�"%"" � -$��.�$ '( "�%( (� 24 0$%"�1"2��$ �$��.�$ �$�#��.$ (� 24 0$%"�Este factor de carga trata de tener en cuenta los consumos intermitentes de aire,
máximo los tiempos de arranque del compresor que rellenan de aire comprimido los depósitos
La capacidad del compresor o compresores necesarios puede averiguarse estableciendo los
Se estudian detenidamente todas las aplicaciones que pueda tener la red de
rfila el consumo general promedio del aire libre de todas las unidades neumáticas,
su consumo específico.
Establézcase el coeficiente de utilización individual o el coeficiente de simultaneidad global
por características de la industria
nsumo total promedio de aire libre por el coeficiente de simultaneidad
para obtener la cantidad de aire libre que deberá suministrar el compresor.
12
� 0,73 0,69 0,64 0,595 0,555 0,520
para G kg de peso de aire comprimido que circula a la hora:
dad son parámetros críticos en el diseño
ertada elección supone un gran ahorro energético
as necesidades de diseño,
general, el consumo total de aire
de todos los equipos neumáticos
de una instalación no trabajan generalmente a toda
habitual definir un factor de carga
$%"�
onsumos intermitentes de aire, para optimizar al
comprimido los depósitos
La capacidad del compresor o compresores necesarios puede averiguarse estableciendo los
odas las aplicaciones que pueda tener la red de aire
e todas las unidades neumáticas,
Establézcase el coeficiente de utilización individual o el coeficiente de simultaneidad global
nsumo total promedio de aire libre por el coeficiente de simultaneidad
para obtener la cantidad de aire libre que deberá suministrar el compresor.
� Se añade un tanto por ciento de consumo de aire, que suele oscilar entre un 5 y un 10%
sobre el computado, pa
futuras ampliaciones.
� La suma de todos estos valores será el consumo de aire total correspondiente a estudio
planificado.
Teniendo el caudal del sistema y la presión de trabajo se puede
requerido.
6.- DEPOSITO ACUMULADOR.
Toda instalación de aire comprimido dispone de un depósito de aire a presión entre el
compresor y la red de distribución, procurando evitar las distancias
depósito
La función del depósito de aire es:
� Actuar de distanciador de los períodos de regulación.
� Amortiguar las pulsaciones del caudal de aire salido del compresor.
� Hacer frente de las demandas puntas de caudal sin que
� Adaptar el caudal de salida del compresor al consumo de aire en la red.
Se añade un tanto por ciento de consumo de aire, que suele oscilar entre un 5 y un 10%
sobre el computado, para integrar la parte de pérdida de aire en el sistema.
futuras ampliaciones.
La suma de todos estos valores será el consumo de aire total correspondiente a estudio
Teniendo el caudal del sistema y la presión de trabajo se puede seleccionar el tipo de compresor
Figura 5.1.
DEPOSITO ACUMULADOR.
Toda instalación de aire comprimido dispone de un depósito de aire a presión entre el
compresor y la red de distribución, procurando evitar las distancias largas entre el compresor y el
La función del depósito de aire es:
Actuar de distanciador de los períodos de regulación.
Amortiguar las pulsaciones del caudal de aire salido del compresor.
Hacer frente de las demandas puntas de caudal sin que se provoquen caídas de presión.
Adaptar el caudal de salida del compresor al consumo de aire en la red.
13
Se añade un tanto por ciento de consumo de aire, que suele oscilar entre un 5 y un 10%
sistema. y un % para
La suma de todos estos valores será el consumo de aire total correspondiente a estudio
seleccionar el tipo de compresor
Toda instalación de aire comprimido dispone de un depósito de aire a presión entre el
largas entre el compresor y el
se provoquen caídas de presión.
Adaptar el caudal de salida del compresor al consumo de aire en la red.
No se debe confundir un depósito con una fuente de energía por aire, pues, cuando el depósito
actúa de acumulador (si se dispone de una reserva de a
demanda de aire instantánea y nunca para
1er Método utilizando formulas empíricas:
� Presión atmosférica � Frecuencia de conexión y desconexión � Variación admisible entre arranque de compresor
2do Método utilizando nomogramas:
No se debe confundir un depósito con una fuente de energía por aire, pues, cuando el depósito
actúa de acumulador (si se dispone de una reserva de aire suficiente), es para atender a una
demanda de aire instantánea y nunca para suministrar aire continuamente.
1er Método utilizando formulas empíricas:
Presión atmosférica �"#��3"%� Frecuencia de conexión y desconexión 15/0% Variación admisible entre arranque de compresor ∆5 �3"%�
+67, � 15 ∗ �78 ∗ �9 :;< ∗ ∆5
2do Método utilizando nomogramas:
Figura 6.1
14
No se debe confundir un depósito con una fuente de energía por aire, pues, cuando el depósito
ire suficiente), es para atender a una
Este método consiste en la efectivo hasta interceptar con la variación de presión, luego se sigue la línea vertical asta interceptar con la frecuencia de conmutación, de ese punto se sigue la línea horizontal a la derecha hasta encontrar el volumen en
7.- CÁLCULO Y DISEÑO DE RED DE AIRE COMPRIMIDO PARA UNA NAVE INDUSTRIA L
Se ha de diseñar una red de aire comprimido para satisfacer el consumo de una nave
industrial de 1000 m�. En 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:
� Taladro:
� Herramienta para tallar madera:
� Zona de lijado:
� Pistola para limpiar viruta:
� Barnizado previo de la madera:
� Cámara de lacado
El proceso de producción de las puertas se divide en
puerta, zona de barnizado y zona de lacado. Además, la fábrica es capaz de realizar 6 puertas al día en
una jornada típica de 9 horas, lo que supone que las tres zonas de trabajo operan simultáneamente, con
una duración de fase por puerta de 1.5 horas. Tras una detallada consulta con los operarios
responsables de cada una de las zonas se sabe que:
Zona de construcción [1]
(1,5 horas)
Tablero: 30 min
Taladros: 15 min
Tallado: 30 min
Lijado: 15 min
[1] En cada operación, sólo el 60% del tie
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 aplicación trabaja el 85% del tiempo.
utilización del nomograma de la figura 6.1. Se entra con el caudal efectivo hasta interceptar con la variación de presión, luego se sigue la línea vertical asta interceptar con la frecuencia de conmutación, de ese punto se sigue la línea horizontal a la erecha hasta encontrar el volumen en ��. Que será el volumen del depósito.
DE RED DE AIRE COMPRIMIDO PARA UNA NAVE INDUSTRIA L
Se ha de diseñar una red de aire comprimido para satisfacer el consumo de una nave
En 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:
Taladro:
Herramienta para tallar madera:
Zona de lijado:
Pistola para limpiar viruta:
Barnizado previo de la madera:
1 punto de consumo
1 punto de consumo
1 punto de consumo
2 puntos de consumo
5 puntos de consumo
2 puntos de consumo
3 puntos de consumo
El proceso de producción de las puertas se divide en tres zonas: zona de construcción y montaje de la
puerta, zona de barnizado y zona de lacado. Además, la fábrica es capaz de realizar 6 puertas al día en
una jornada típica de 9 horas, lo que supone que las tres zonas de trabajo operan simultáneamente, con
una duración de fase por puerta de 1.5 horas. Tras una detallada consulta con los operarios
responsables de cada una de las zonas se sabe que:
Zona de barnizado [2]
(1,5 horas)
Zona de lacado [3]
(1,5 horas)
Barnizado (1): 15 min
Secado (1): 30 min
Barnizado (2): 15 min
Secado (2) 30 min
Lacado (1): 15 min
Secado (1): 30 min
Lacado (2): 15 min
Secado (2): 30 min
[1] En cada operación, sólo el 60% del tiempo se utiliza una herramienta neumática. 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 aplicación trabaja el 85% del tiempo.
Figura 7.1.
15
e entra con el caudal efectivo hasta interceptar con la variación de presión, luego se sigue la línea vertical asta interceptar con la frecuencia de conmutación, de ese punto se sigue la línea horizontal a la
. Que será el volumen del depósito.
DE RED DE AIRE COMPRIMIDO PARA UNA NAVE INDUSTRIA L
Se ha de diseñar una red de aire comprimido para satisfacer el consumo de una nave
En dicha nave se van a fabricar puertas lacadas por lo que es necesario
1 punto de consumo
1 punto de consumo
1 punto de consumo
2 puntos de consumo
5 puntos de consumo
2 puntos de consumo
3 puntos de consumo
tres zonas: zona de construcción y montaje de la
puerta, zona de barnizado y zona de lacado. Además, la fábrica es capaz de realizar 6 puertas al día en
una jornada típica de 9 horas, lo que supone que las tres zonas de trabajo operan simultáneamente, con
una duración de fase por puerta de 1.5 horas. Tras una detallada consulta con los operarios
Zona de lacado [3]
Lacado (1): 15 min
Secado (1): 30 min
Lacado (2): 15 min
Secado (2): 30 min
mpo se utiliza una herramienta neumática. Y dentro de ese
tiempo, el 80% se usa la herramienta tal y el 20% el limpiador de virutas. [2] En las operaciones de
16
C
onsu
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Tot
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/min
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467,
24
140,
17
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L/m
in)
1415
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424,
77
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Pre
sión
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6,20
5,51
5,51
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1,00
1,00
1,00
Coe
ficie
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De
uso
Cu
0,33
0,33
0,
17
Zon
a de
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(1
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Zon
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(1,5
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Her
ram
ient
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ra ta
llar
T
alad
ro
N°
1 1 1
Consumo especifico Qf : Se extrae de la tabla 4.1.
Coeficiente de simultaneidad: herramientas
Presión de trabajo: Se considera la mayor presiónatmosférica � � � > ? �9 : � 6,Caudal total:
Considerando: Factor de seguridad 10%
288,
84
452,
52
821,
70
181,
00
181,
00
2532
.47
1699
,07
1415
,89
600,
00
566,
36
566,
36
5,51
5,51
6,20
4,82
4,82
1,00
0,94
0,83
0,94
0,94
0,17
0,
17
0,33
0,17
0,
17
Her
ram
ient
a pa
ra la
cado
Her
ram
ient
a pa
ra
barn
izar
Lija
dora
Her
ram
ient
a pa
ra li
mpi
ar
viru
ta
1 2 5 2 2
: Se extrae de la tabla 4.1.un promedio entre el máximo consumo y el mínimo
Este coeficiente esta dado en la tabla 4.2. Según el número de
Se considera la mayor presión de trabajo en la instalación y se suma la presión 20 ? 1 � 7,2 �3"%�
Considerando: Factor de seguridad 10%
� � � ∗ !�
17
un promedio entre el máximo consumo y el mínimo
Este coeficiente esta dado en la tabla 4.2. Según el número de
y se suma la presión
QD � 2785Cálculo de los diámetros: Apartar de caudal total y considerando las velocidades siguientes:
� Velocidad mínima en la línea principal
� Velocidad máxima en la línea principal
� Velocidad mínima en la línea secundaria
� Velocidad máxima en la línea secundaria
� Velocidad mínima en las acometidas
� Velocidad máxima en las acometidas
Calculo del diámetro principal
QD ��5��
Calculo del diámetro principal máximo:
QD � +�5�2
Normalizando un diámetro promedio
Calculo del diámetro secundario
QD �����
Calculo del diámetro secundario máximo:
QD � +���2
Normalizando se tiene: �� � 2 E� �Calculo de diámetro mínimo en las
QD � +���
Calculo de diámetro máximo en las acometidas
� � 2532,47 ∗ 1,10
2785,72�L min⁄ � � 2,78��� ⁄ ���� � 0,046��� �⁄ �
Apartar de caudal total y considerando las velocidades siguientes:
Velocidad mínima en la línea principal VJK.M � 6Nm s⁄ P Velocidad máxima en la línea principal VJQ.M � 10Nm s⁄ P Velocidad mínima en la línea secundaria VJK.R � 10Nm s⁄ P Velocidad máxima en la línea secundaria VJQ.R � 15Nm s⁄ P Velocidad mínima en las acometidas VJK.ST � 15Nm s⁄ P Velocidad máxima en las acometidas VJQ.ST � 20Nm s⁄ P
mínimo: VJK.M � 6Nm s⁄ P + ∗ U → QD � V ∗ π4 ∗ Dpmi� → Dpmi � Y4 ∗ QD
π ∗ V
�5�� � 0,099 ��� � 98,80���� � 3,89����
Calculo del diámetro principal máximo: VJQ.M � 10Nm s⁄ P + ∗ U → QD � V ∗ π4 ∗ Dpmx� → Dpmx � Y4 ∗ QD
π ∗ V
�5�2 � 0,076 ��� � 76,53���� � 3,01����
un diámetro promedio se tiene: �5 � 3����
Calculo del diámetro secundario mínimo: VJK.R � 10Nm s⁄ P + ∗ U → QD � V ∗ π4 ∗ Dsmi� → Dsmi � Y4 ∗ QD
π ∗ V
���� � 0,076 ��� � 76,53���� � 3,01����
Calculo del diámetro secundario máximo: VJQ.R � 15Nm s⁄ P + ∗ U → QD � V ∗ π4 ∗ Dsmx� → Dsmx � Y4 ∗ QD
π ∗ V
���2 � 0,062 ��� � 62,49���� � 2,46����
����
en las acometidas: VJK.ST � 15Nm s⁄ P ∗ U → QD � V ∗ π4 ∗ Dmi. ac� → Dmi. ac � Y4 ∗ QD
π ∗ V
���. "� � 0,062 ��� � 62,49���� � 2,46����
en las acometidas : VJQ.ST � 20Nm s⁄ P 18
�
Apartar de caudal total y considerando las velocidades siguientes:
QD � +���
Normalizando se tiene: �"� � 2 E
Cálculo de pérdidas de carga
� Caída de presión en la línea principal:
Para:
� Velocidad promedio � Temperatura absoluta � Diámetro principal � Longitud de la tubería � Caudal � Presión � Densidad del aire � Constante del aire
Índice de resist. � Para G de peso de aire comprimido que circula a la hora:
�
Para � � 260,21� 0%⁄ � se tiene:
∆�
� Caída de presión en la línea secundaria:
Para:
� Velocidad promedio � Temperatura absoluta
� Diámetro secundario
� Longitud de la tubería � Caudal � Presión � Densidad del aire � Constante del aire
�
∗ U → QD � V ∗ π4 ∗ Dmi. ac� → Dmi. ac � Y4 ∗ QDπ ∗ V
���. "� � 0,054 ��� � 54,11���� � 2,13����
E ����
Caída de presión en la línea principal:
10�� �⁄ � Temperatura absoluta 294��
3���� � 0,0762 ��� Longitud de la tubería 74��� Caudal 2785,72�L min⁄ � � 2,78��� ⁄ ���� � 0,046�
n 7,2 � ���⁄ � ensidad del aire 1,2� ��⁄ �
Constante del aire 29,27� ∗ �/ ∗ �
de peso de aire comprimido que circula a la hora: Se calcula de la tabla 4.4.
� � 1,3 ∗ � ∗ �
� 1,3 ∗ 2,78��� ⁄ ���� ∗ 1,2� ��⁄ � ∗ 60
� � 260,21� 0%⁄ �
se tiene: � � 1,25
∆� � �) ∗ * ∗ +��, ∗ �100� ∗ � ∗ 0,98
� � 1,2529,27 ∗ 294 ∗ 8�0,0762 ∗ 7,35100� ∗ 74 ∗ 0,98
∆� � 0,0065� ���⁄ � � 0,0066�3"%�
Caída de presión en la línea secundaria:
Velocidad promedio 12,5�� �⁄ � Temperatura absoluta 294��
2 E� ���� � 0,0635���
Longitud de la tubería 45��� Caudal 2785,72�� �⁄ � � 2,78��� ⁄ ���� � 0,046��Presión 7,2� ���⁄ � Densidad del aire 1,2� ��⁄ � Constante del aire 29,27� ∗ �/ ∗ �
� � 1,3 ∗ � ∗ �
� 1,3 ∗ 2,78��� ⁄ ���� ∗ 1,2� ��⁄ � ∗ 60
19
��� �⁄ �
Se calcula de la tabla 4.4.
��� �⁄ �
Para � � 260,21� 0%⁄ � se tiene:
�
Selección de compresor: Para evaluar consumo total de la instalación. Se añade un 10% de perdidas por fugas y un 30% de futuras ampliaciones.
Q_ � 3983El compresor debe suministrar 239
Caudal efectivo: El caudal efectivo es el caudal total requerido para la nave industrial, considerando que se selecciono un compresor rotativo de tornillo se suma un 10% al caudal total.
� � 260,21� 0%⁄ �
se tiene: � � 1,25
∆� � �) ∗ * ∗ +��, ∗ �100� ∗ � ∗ 0,98
� � 1,2529,27 ∗ 294 ∗ 12,5�0,0635 ∗ 7,35100� ∗ 45 ∗ 0,98
∆� � 0,011� ���⁄ � � 0,012�3"%�
Para evaluar el tipo de compresor que necesitamos, debemos conocer ede la instalación. Se añade un 10% de perdidas por fugas y un 30% de futuras
�> � � ∗ -5 ∗ -�"
�> � 2785,72 ∗ 1,10 ∗ 1,30
3983,58�L min⁄ � � 3,98��� ⁄ ���� � 239,01��� 0⁄ �
239,01��� 0⁄ �, con una presión de 7,2 bares.
El caudal efectivo es el caudal total requerido para la nave industrial, considerando que se selecciono un compresor rotativo de tornillo se suma un 10% al caudal total.
�78 � �> ∗ 10%
�78 � 3983,58 ∗ 10%
�78 � 4381,94�� ���⁄ � � 4,38��� ���⁄ �
20
el tipo de compresor que necesitamos, debemos conocer el de la instalación. Se añade un 10% de perdidas por fugas y un 30% de futuras
�
El caudal efectivo es el caudal total requerido para la nave industrial, considerando que
De catalogo de compresores KAESER se selecciona el compresor según el requerimiento de la nave industrial.
1er Método de d imensionamiento
Para:
� Presión atmosférica � Frecuencia de conexión y desconexión � Variación admisible entre arranque de compresor
De catalogo de acumuladores de aire comprimidorequerimiento de la nave industrial.
2do Método de dimensionamiento del depósito utiliza ndo nomograma:
De catalogo de compresores KAESER se selecciona el compresor según el requerimiento de la nave
imensionamiento del depósito:
Presión atmosférica 1�3"%� Frecuencia de conexión y desconexión 15/0% Variación admisible entre arranque de compresor 0,5 �3"%�
+67, � 15 ∗ �78 ∗ �9 :;< ∗ ∆5
+67, � 8���� � 8000���
De catalogo de acumuladores de aire comprimido KAESER se selecciona el acumulador según requerimiento de la nave industrial.
2do Método de dimensionamiento del depósito utiliza ndo nomograma:
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De catalogo de compresores KAESER se selecciona el compresor según el requerimiento de la nave
el acumulador según
8.- CONCLUCIONES
El proyecto fue realizado con la información obtenida de la red y algunos datos fueron supuestos.
9.- BIBLEOGRAFIA.
Crane Flujo de fluidos en accesorios y válvulas
http://web.u niovi.es/Areas/Mecanica.Fluidos
El proyecto fue realizado con la información obtenida de la red y algunos datos fueron supuestos.
Crane Flujo de fluidos en accesorios y válvulas
niovi.es/Areas/Mecanica.Fluidos
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El proyecto fue realizado con la información obtenida de la red y algunos datos fueron supuestos.