T11 COMPRESORES

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<p>1Neumtica e HidrulicaIngeniera Elctrica y EnergticaMquinas y Motores TrmicosDepartamento:Area:CARLOS J RENEDO renedoc@unican.esDespachos: ETSN 236 / ETSIIT S-3 28http://personales.unican.es/renedoc/index.htmTlfn: ETSN 942 20 13 44 / ETSIIT 942 20 13 82N. T11.- Compresores, Acumuladores y Red de TuberasLas trasparencias son el material de apoyo del profesor para impartir la clase. No son apuntes de la asignatura. Al alumno le pueden servir como gua para recopilar informacin (libros, ) y elaborar sus propios apuntes2El Compresor: es el elemento que tomando aire atmosfrico, eleva su presin y se encarga de suministrarlo por la instalacinLos acumuladores: son depsitos para almacenar aire comprimidoAmortiguan el consumoEvitan grandes secciones de tuberasReducen el nmero de arranques del compresorLas red de distribucin: reparte el aire comprimido por la instalacinT 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIAS3Compresores (I):Motor de accionamiento: Elctricos Motor combustin Motor de gas, Separacin compresor accionamiento: Hermticos Semiabiertos AbiertosModo de compresin: Alternativos Rotativos AxialesT 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIAS4Compresores (II):Modo de compresin (I): Alternativos o reciprocantes2 vlvulas, presin se ajustaVibraciones y ruido Rotativos (I) De paletas De rodilloT 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASSilenciososSin vlvula de admisinSensibles golpe de lquidoDbil estanqueidad(bajas relaciones de compresin)5Compresores (III):Modo de compresin (II): Rotativos (II)De tornilloDe doble tornilloDe tornillo simpleT 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASSellado con aceiteSin vlvulasRelacin de compresin fijaRegulacin de capacidad6Compresores (IV):Modo de compresin (III):T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASDos volutas en forma de espiralVarias cmaras enfrentadasFlujo continuoSin vlvulasRelacin de compresin fijaNecesita vlvula antirretornoEl sellado no soporta toda la diferencia de presinResistente a la entrada de lquidoRegulacin de capacidad con varias lumbreras de descarga Rotativos (III)De engranajesUno accionadoScroll7Compresores (V):Modo de compresin (IV): Rotativos (IV)Scroll (II)T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIAS8Compresores (VI):Modo de compresin (V): Rotativos (V) CentrfugosGrandes volmenesBajas relaciones de compresinT 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIAS AxialesGrandes volmenesBajas relaciones de compresin9Compresores (VII):La compresin T en el aire comprimido T la cmara de compresin T en el aire admitido comprimido masa de aire admitidoEl efecto se mejora refrigerando la cmara de compresinT 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIAS 1121 2|||</p> <p>\|=ppT T exponente adibtico aire (1,4)T (Kelvin)10Compresores (VIII):Refrigeracin intermediaReduce el trabajo de la compresinLa compresin ideal:La presin intermedia ideal:T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASd c d 1p p ; T T = =(((</p> <p>|||</p> <p>\| +(((</p> <p>|||</p> <p>\| = 1ppT1R1ppT1RW1d2211c1 comp(((</p> <p>|||</p> <p>\| = 1ppT1RW1121 compcdpdWd21cpppp=2 1 cp p p =11Bombas de Vaco:T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIAS1 1 0 0 V p V p =Supuesta la expansin isotrmica) (000 1V VVp p +=otra embolada ) (001 2V VVp p +=) (0 1 V V p + =n Instalaci 0 V V =p0nnV VVp p|||</p> <p>\| +=) (000n emboladas2000) ( |||</p> <p>\| +=V VVp12T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASAcumuladores de aire (I):Almacenar al aire (reserva)Estabilizar las fluctuaciones de presin (ayuda al compresor)Limita las demandas puntaAyudan a enfriar el aireRetener impurezas (tiempo de retencin largo, tomas en los extremos)Retienen el agua condensada (toma de purga)Un acumulador principal, varios secundarios o intermedios13T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASAcumuladores de aire (II):(bar) presin Prdida . hora nes Conmutacio/min) (m actuadores Consumo . 15) (m n acumulaci Volumen33=Vcil) (Vac . Pac Vac . Pac2 1 + =PVcil . PacVac2=2 1Pac Pac P presin Prdida = =Volumen generoso posibles ampliaciones de la red14T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASAcumuladores de aire (III):5 a 24 l/s Amoladora 15 a 30 l/sDestornillador percusor17 l/sLijadora 0,75 kW16 l/sCortador de roscas5 l/sDestornillador0,3 kW35 l/sTaladradora 2 kW8 l/sMartillo cincelador10 l/sPistola de inyeccin18 l/sTaladradora 1 kW84 l/sMotor3,5 kW20 a 32 l/sPistola chorro de arena3 a 22 l/s Taladro36 l/sMotor 1,4 kW8 l/s Pistola 20 a 55 l/sElevador(0,5 a 5 Ton)Consumo Dispositivo Consumo Dispositivo Consumo Dispositivo15T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASAcumuladores de aire (IV):Grfico de seleccin rpida16T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASAcumuladores de aire (V):Caudal suministrado: 20 m3/minDif presin 1 bar (100 kPa)Conmutaciones/h 20Grfico de seleccin rpida17T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASRed de distribucin:Consumo instantneoMinimizar prdidas de cargas (&lt; 5%)Facilitar eliminacin del agua (pendientes)Fcil montaje y ampliacinRed en anilloPendientes de las tuberasSalidas de la tuberaVelocidades 6 a 10 m/s (previsin de ampliacin)Prdidas de carga por friccin en tubos y accesorios0,65 0,71 0,83 0,86 0,89 0,94Factor simultan.15 10 5 4 3 2 N elementos18T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASf () el factor de friccinL es la longitud de una tuberav la velocidadD el dimetro de la tuberag la gravedadEn tuberas (I): marcadas por la ec. de Darcy, HL(en rgimen laminar y turbulento)) m (g 2vDLf H2L =Flujo laminar (Re &lt; 2.000):Re64f =) m (Dv L 32H2L=((</p> <p>+ =f Re51 , 2d 7 , 3log 2f1Flujo turbulento ( Re &gt; 4.000):Diagrama de MoodyPrdidas de carga (I):f HLy Re ,=cL VRe la viscosidad cinemticaLcla longitud caracterstica, en tubera el dimetro19T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASDiagrama de MoodyfRe/D0,025Prdidas de carga (II):En tuberas (II)20T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIAS(Longitud equivalente: Leq)Prdidas de carga (III):En accesorios21T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASCalculo de la red de distribucin (I):P (bar)i(mm)P (bar) 10mQ (L/min)22T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASCalculo de la red de distribucin (II):m 16 Leq; bar 6 P; min / l 000 . 3 Q===23T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASCalculo de la red de distribucin (III):Refer.Refer.24T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASCalculo de la red de distribucin (IV):m 300 Leqbar 2 , 0 P; bar 6 P; h / m 500 . 1 Qadmisible3== ==25T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASSeleccin rpida (NTE) de la tubera por tablas de Q y P (I)P ( kPa)22 28 35 Dos tub Dos tub. 5018 22 28 35 42 2515 18 22 35 42 2015 15 18 28 35 1512 15 18 22 28 1010 10 12 18 22 58 8 8 10 10 11.500 1.000 500 200 100 Q (l/s)26T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASP ( kPa) dP (kPa/m)8,4 3,7 2,2 Dos tub Dos tub. 506,4 3,4 1,9 1,2 0,7 2510,5 6,1 4,1 0,8 0,5 206,2 9,0 2,4 1,5 0,7 158,9 4,2 3,1 2,3 1,0 106,1 8,9 6,6 1,7 1,0 51,0 1,4 2,5 1,7 2,5 11.500 1.000 500 200 100 Q (l/s)10] [ += eL L dPPL: longitud del tramoLe: longitud equivalente de accesoriosSeleccin rpida (NTE) de la tubera por tablas de Q y P (II)27T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASD tubera (mm) Le(m)2,00 1,50 0,95 0,75 0,15 Vlvula de bola0,52 0,45 0,35 0,26 0,21 T flujo directo2,75 2,10 1,35 1,00 0,80 T flujo a 901,60 1,20 0,75 0,55 0,40 Codo a 900,34 0,28 0,18 0,14 0,10 Codo a 450,70 0,60 0,37 0,28 0,20 Curva 90 (rc= 3D)0,50 0,45 0,25 0,18 0,15 Curva 90 (rc= 5D)42 35 22 15 &lt; 10 Q (l/s)10] [ += eL L dPPL: longitud del tramoLe: longitud equivalente de accesoriosSeleccin rpida (NTE) de la tubera por tablas de Q y P (III)28T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIAS[ ] litros 603 2 1 k k k Q V =Seleccin rpida (NTE) del acumuladorQ: caudal en l/s1 0,99 0,96 0,91 0,84 0,75 0,64 0,56 0,36 0,19 k10,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 f2,50 1,67 1,25 0,83 0,71 0,63 0,56 0,45 0,42 0,38 0,36 k20,40 0,60 0,80 1,20 1,40 1,60 1,80 2,20 2,40 2,60 2,80 P2,14 1,67 1,36 1,16 1,07 0,75 0,60 0,50 0,38 0,30 0,25 k37 9 11 13 14 20 25 30 40 50 60 zf: es el factor de carga del compresor, si est entre 0,5 y 1: f = 1-f P: es la cada de presin admisible entre la salida del compresor y la del acumuladorz: es el nmero de arranques posibles por hora del compresor29T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASEspesor de la tubera:) (] / [ 2] [ ] / [22mmcm kmm d cm k Pef admisiblef=seguridad de e Coeficientroturaadmisible =30T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASCalcular el dimetro de una tubera de red de 200 m para una presin de trabajo de 7 bar y un consumo de 6 m3N/min que dispone de: 4 T de salida recta, 6 codos de R = 2D, 1 vlvula de compuerta y 1 tubo reductor Incremento del caudal del 150% en 5 aos Prdidas por fugas del 30% Prdida de presin admisible 5%31T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASCalcular el dimetro de una tubera de red de 20 m para una presin de trabajo de 7 bar y un consumo de 6 m3N/min que dispone de: 4 T de salida recta, 6 codos de R = 2D, 1 vlvula de compuerta y 1 tubo reductor Incremento del caudal del 150% en 5 aos Prdidas por fugas del 30% Prdida de presin admisible 5%32T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASEn una empresa hay una instalacin de aire de 250 m de longitud, dimetro 50 mm, 30 codos de R = 2D, 10 Ts de salida recta y una vlvula de compuerta. Si las prdidas de carga admisibles son de 0,15 bar y la presin de trabajo de 7, cual sera el caudal mximo de trabajo33T 11.- COMPRESORES, ACUMULADORESY RED DE TUBERIASQu prdida de presin se producira en la instalacin anterior si el caudal de aire fuera de 20.000 l/min</p>