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7/29/2019 Unidad4 Ingenieria e Servicios Aire Comprimido.doc

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4.1. OBTENCION DE AIRE COMPRIMIDO

Para su obtencin se utilizan compresores, que elevan la presin del aire, a ladeseada.

Compresor se entiende como un instrumento mecnico que reduce el volumenocupado por un gas a travs de cierta presin ejercida sobre l.

Se produce mediante los procesos de compresin dinmica y c. de desplazamiento.

Utilizando la clase apropiada de calidad del aire comprimido, puede optimizar elProceso y reducir costos en consumo de energa.

Clases de calidad del aire comprimido segn DIN ISO 8573-1

Clase Tamaopartculas

Densidad Agua Aceite

max. en m max. enmg/m3

Punto de rocioen C

Agua Contenidoresidual deaceite en

mg/m3 mg/m31 0,1 0,1 -70 3 0,012 1 1 -40 120 0,13 5 5 -20 880 14 15 8 3 6 55 40 10 7 7.8 25

6 10 9.4

El aire comprimido resulta ms factible producirlo a nivel industrial.


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4.1.1 TIPOS DE COMPRESORES Y SU SELECCIN

4.1.1.1 RECIPROCANTES

El compresor reciprocante, tambin denominado recproco, alternativo o de

desplazamiento positivo, es un tipo de compresor de gas que logra comprimir unvolumen de gas en un cilindro cerrado, volumen que posteriormente es reducidomediante una accin de desplazamiento mecnico del pistn dentro del cilindro. Enestos compresores la capacidad se ve afectada por la presin de trabajo. Estosignifica que una menor presin de succin implica un menor caudal; para una mayorpresin de descarga, tambin se tiene un menor caudal.

4.1.1.2 CENTRIFUGOS

El principio de funcionamiento de un compresor centrfugo es el mismo que el de unabomba centrfuga, su diferencial principal es que el aire o el gas manejado en uncompresor es compresible, mientras que los lquidos con los que trabaja una bomba,

son prcticamente incompresibles. Los compresores centrfugos pueden desarrollaruna presin en su interior, que depende de la naturaleza y las condiciones del gas quemanejan y es virtualmente independiente de la carga del procesamiento. Lascondiciones que es preciso tomar en cuenta son:

1.La presin baromtrica mas baja2.La presin de admisin mas baja3.La temperatura mxima de admisin4.La razn mas alta de calores especficos5.La menor densidad relativa6.El volumen mximo de admisin7.La presin mxima de descarga

La mayora de los compresores centrfugos funcionan a velocidades de 3.500 RPM(revoluciones por minuto) o superiores y uno de los factores limitantes es el de la fatigadel impulsor. Los impulsores de los compresores centrfugos son por lo comnmotores elctricos o turbinas de vapor o gas, con o sin engranajes de aumento develocidad.

En un compresor, como en una bomba centrfuga, la carga es independiente del fluidoque se maneje.

Los compresores centrfugos constan esencialmente de: caja, volutas, rodetesimpulsores, un eje y un sistema de lubricacin.


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Las volutas convierten la energa cintica del gas desarrollada por los impulsores enenerga potencial o presin. La caja es la cubierta en que van ajustadas las volutas yesta proyectada para la presin a la que se ha de comprimir el gas.

La caja se construye adaptndola a la aplicacin particular y puede ser de hierrocolado, acero estructural o fundicin de acero.

La compresin de un gas en un compresor centrfugo requiere con frecuencia unmedio de ocluir el gas para evitar su fuga a la atmsfera o su contaminacin. Existenvarios tipos de oclusores:

1.el de cierre mecnico con anillo de carbn2.el gas inerte3.el directo de aceite en el cojinete del compresor y los de gasto de aceite

Todos estn diseados principalmente como cierre de funcionamiento y no de paro.

Los compresores centrfugos se utilizan para una gran variedad de servicios,

incluyendo1.enfriamiento y desecacin,2.suministro de aire de combustin a hornos y calderas,3.sopladores de altos hornos, cpulas y convertidores,4.transporte de materiales slidos,5.procesos de flotacin,6.por agitacin y aireacin, por ventilacin,7.como eliminadores y para comprimir gases o vapor

4.1.1.3 AXIALES

El compresor axial se desarrollo para utilizarse con turbinas de gas y posee diversasventajas para servicios en motores de reaccin de la aviacin. Su aceptacin por laindustria para instalaciones estacionarias fue lenta; pero se construyeron variasunidades de gran capacidad para altos hornos, elevadores de la presin de gas yservicios en tneles aerodinmicos.

En los compresores de este tipo, la corriente de aire fluye en direccin axial, a travsde una serie de paletas giratorios de un motor y de los fijos de un estator, que estn

concntricos respecto al eje de rotacin. A diferencia de la turbina, que tambinemplea los paletas de un motor y los de un estator, el recorrido de la corriente de uncompresor axial va disminuyendo de rea de su seccin transversal, en la direccin de


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la corriente en proporcin a la reduccin de volumen del aire segn progresa lacompresin de escaln a escaln.

Una vez suministrado el aire al compresor por el conducto de admisin, pasa lacorriente a travs de un juego de paletas directores de entrara, que preparan lacorriente para el primer escaln de del compresor. Al entrar en el grupo de paletas

giratorios, la corriente de aire, que tiene una direccin general axial se defecta en ladireccin de la rotacin. Este cambio de direccin de la corriente viene acompaadode una disminucin de la velocidad, con la consiguiente elevacin de presin porefecto de difusin. Al pasar la corriente a travs del otro grupo de paletas del estatorse lo para y endereza, despus de lo cual es recogida por el escaln siguiente depaletas rotatorios, donde contina el proceso de presurizacin.

Un compresor axial simple puede estar constituido tericamente por varias etapassegn sea necesario, pero esto puede producir que a determinadas velocidades lasltimas etapas funcionen con bajo rendimiento y las primeras etapas trabajensobrecargadas. Esto puede ser corregido ya sea con extraccin de aire entre etapas o

se puede conseguir mucha mayor flexibilidad y rendimiento partiendo el compresor endos sistemas rotatorios completamente independientes mecnicamente, cada unoarrastrado por su propia turbina. El compresor de alta tiene paletas ms cortos que elde baja y es ms ligero de peso. Puesto que el trabajo de compresin de compresorde alta trabaja a mayor temperatura que el de baja se podrn conseguir velocidadesms altas antes de que las puntas de los paletas alcancen su nmero de Mach lmite,ya que la velocidad del sonido aumento a mayor temperatura. Por consiguiente elcompresor de alta podr rodar a mayor velocidad que el de baja.

El aire al salir del compresor pasa a travs de un difusor que lo prepara para entrar a la

cmara de combustin.

PARA UNA ADECUADA SELECCIN DE UN COMPRESOR

Conocer su uso y requerimientos relativos a presin, aire exento de aceite, etc. Mxima y mnima demanda de aire. Condiciones ambientales. Cul es el costo de la energa. Qu cantidad de calor puede recuperarse. Qu lmites de disponibilidad de potencia existen.

Qu experiencia tiene tanto el usuario como el personal de mantenimiento.


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4.1.2 ALMACENAMIENTO Y REGULACION DEL AIRE COMPRIMIDO

Debido a su capacidad de reserva y amortiguacin, el tanque de almacenamiento

juega un papel preponderante dentro del proceso de instalacin de aire comprimido.Almacena aire durante los periodos en los que la demanda alcanza su punto mximo,y a menudo se emplea para separar el condensado del aire comprimido.

Por eso es importante que el tanque de almacenamiento se dimensione de acuerdo alas especificaciones del sistema, y que se proteja de la corrosin y se inspeccioneexhaustivamente con regularidad.

El mtodo de regulacin que se elija depender del sistema motriz del Compresor.

REGULACION DE LOS COMPRESORES.

El mtodo de regulacin que se elija depender del sistema motriz del Compresor.

Puesto que el consumo de aire en una instalacin neumtica no es constante, para laoptimizacin del consumo de la energa primaria, se hace necesario que elfuncionamiento de los Compresores pueda ser regulado.

El mtodo de regulacin que se elija depender del sistema motriz del Compresor, deltipo de utilizacin, de la prdida de presin admisible etc.

5.1. FUNCIONAMIENTO EN VACIO.

Este mtodo se emplea en Compresores de mbolo de gran tamao; alcanzado elnivel de presin requerido en la aplicacin, el elemento motriz del Compresor trabajaen vaco. Puede realizarse por puesta a escape, por aislamiento de la aspiracin ypor apertura de la aspiracin.


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Puesta a escape Aislamiento de la aspiracin Apertura de la aspiracin

FUNCIONAMIENTO A CARGA PARCIAL.

Utilizado en Compresores rotativos y centrfugos, puede realizarse por regulacin dela velocidad de giro del motor y por regulacin de la aspiracin.

FUNCIONAMIENTO INTERMITENTE.

Es el mtodo de regulacin ms utilizado en los Compresores de las instalacionesneumticas industriales.

Un presostato regulado entre dos presiones, controla la puesta en marcha y paradadel motor elctrico que acciona el Compresor.

4.2 ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE SEGN SU USO

El acondicionamiento del aire comprimido empieza antes de su compresin instalandoen la entrada del compresor un filtro que retiene cualquier partcula de polvo.

El conjunto de acondicionamiento del aire unidad de mantenimiento, se compone de:

Filtro de aire Regulador de presin Engrasador

FILTRO DE AIRE: El filtro de aire tiene como misin retener las impurezas que

arrastra la corriente de aire comprimido (vapor de agua o aceite, polvo, carbonilla)


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El filtro de aire no regula la presin. Debe limpiarse o sustituirse peridicamente,pues, cuando las impurezas retenidas en la materia filtrante obstaculizan el paso delaire, se aumentan las perdidas de carga. Por ello, la mayora de los filtros sontransparentes y se ve el nivel de impurezas. Evidentemente, hay que realizar unalimpieza peridica del mismo o sustituir cuando se necesario.

REGULADOR DE PRESIN: es un mecanismo que reduce la presin del aire de losconductos principales una vez que sale del compresor. Acta tanto en presionesmoderadas como cuando hay cambios bruscos de presin. Dispone de un manmetroen el que puede verse la presin a la que se ha ajustado.

ENGRASADOR: se instalar en aquellos ramales del circuito destinados aherramientas neumticas (nunca en el de la pistola aerogrfica ya que el aceitecontamina la pintura). El engrasador aade al aire una pequea cantidad de aceitepulverizado en finas gotas. La pulverizacin se basa en el efecto venturi.

En la simbologa neumtica, al grupo formado por el compresor, los conductos de aire

comprimido y la unidad de mantenimiento se simboliza por un crculo con un punto enel centro:

4.2.1 SECADO DE AIRE


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SECADO POR ABSORCION

Procedimiento puramente qumico. No se usa calor. El aire comprimido pasa a travsde un lecho de sustancias secantes.

En cuanto el agua o vapor de agua entra en contacto con dicha sustancia, se combinaqumicamente con sta y se desprende como mezcla de agua y sustancia secante.

Caractersticas:

Instalacin simple Reducido desgaste mecnico, porque el secador no tiene piezas mviles No necesita aportacin de energa exterior.

SECADO POR ADSORCION

Este principio se basa en un proceso fsico.

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas (dixido desilicio), con el fin de adsorber el agua y el vapor de agua.

Disponiendo en paralelo dos secadores, se puede emplear uno para el secado delaire, mientras el otro se regenera (soplndolo con aire caliente).

SECADO POR ENFRIAMIENTO


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Se hace enfriar el vapor de agua para obtener agua para luego poder separarla.Para eso el aire tiene que pasar por diferentes procedimientos:

El aire comprimido se seca pasando por el intercambiador (es un vaporizador). Se separa el agua.

El aire preenfriado pasa por el grupo frigorfico (otro vaporizador) y se enframs. Se separa el agua que quedaba.

4.2.2 LUBRICACION DE EQUIPO

Aplicaciones

Herramientas neumticas, cilindros y actuadores, herramientas de corte, unidades deavance, cojinetes, rodamientos, electrodos para soldadura. Otros posibles usos son lalubricacin por pulverizacin sobre el punto o con cepillos:

Pulverizacin con aire (ensamblaje de herramientas). Engrase de pequeas partes (lneas de produccin). Lubricacin de cadenas.

Principio

Los inyectores de aceite y las microbombas miden y reparten el lubricante. La mezcla

del aceite con el aire se realiza en el momento de inicio de la circulacin del flujo. Lacantidad de aceite se ajusta con el casquillo dosificador del inyector. La microbombapuede usarse para una gran cantidad de sistemas de lubricacin.

Componentes

Inyectores de aceite. Depsito. Cuando el sistema requiere pocos puntos de lubricacin, es posiblecombinar varias cabezas inyectoras con un depsito de lubricante central.

Ventajas

Cantidad ptima para cada punto de lubricacin independientemente de lalongitud de lnea y seccin.


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Suministro de lubricante desde un depsito central, incluso a travs de unalnea con aceite a presin en el caso de cabezas inyectoras. Los elementos de regulacin pueden actuarindividualmente o porgrupos. Rpidas cadencias de pulsos. Medidas reducidas.

Ecolgico: No hay aceite en el aire extrado.

4.2.3 AIRE PARA LIMPIEZA DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS

En la industria se utiliza para limpiar:

Intercambiadores Soplado de tuberas Limpieza superficial para equipo electrodomstico Para computadoras

4.2.4 ESTERILIZACIN DE AIRE

Mtodos

Filtracin Inyeccin de gas (ozono) Depuracin de gas Calor

En filtracin se usaban filtros en profundidad de lana de vidrio, las partculas sonatrapadas por efectos de inercia, difusin, gravedad y atraccin electrosttica.

Actualmente, se usan filtros de cartuchos de membranas. Poseen una estructura deesteres de celulosa, polisulfona o nylon.

BIBLIOGRAFIA
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http://www.monografias.com/trabajos23/bombas-y-compresores/bombas-y-compresores.shtml#compresor

http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor_reciprocante

http://www.etitudela.com/profesores/ats/downloads/microsoftwordtema2.pdf

http://efamoratalaz.com/recursos/1%C2%BAEl-Fluidos-T2.pdf
http://www.monografias.com/trabajos23/bombas-y-compresores/bombas-y-compresores.shtml#compresorhttp://www.monografias.com/trabajos23/bombas-y-compresores/bombas-y-compresores.shtml#compresorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Compresor_reciprocantehttp://www.etitudela.com/profesores/ats/downloads/microsoftwordtema2.pdfhttp://efamoratalaz.com/recursos/1%C2%BAEl-Fluidos-T2.pdfhttp://www.monografias.com/trabajos23/bombas-y-compresores/bombas-y-compresores.shtml#compresorhttp://www.monografias.com/trabajos23/bombas-y-compresores/bombas-y-compresores.shtml#compresorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Compresor_reciprocantehttp://www.etitudela.com/profesores/ats/downloads/microsoftwordtema2.pdfhttp://efamoratalaz.com/recursos/1%C2%BAEl-Fluidos-T2.pdf

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