REALIZADO POR: Pedro colina 24307578

TUTOR ACADEMICO:Carlos revilla

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL“FRANCISCO DE MIRANDA”

ÁREA DE TECNOLOGÍACOMPLEJO ACADÉMICO “EL SABINO”

UNIDAD CURRICULAR:

Sistema de aire comprimido

PUNTO FIJO 2016

Introducción El aire es un gas incoloro, insípido e inodoro que resulta de la mezcla principalmente de nitrógeno, oxígeno, argón y vapor de agua. Este gas puede ser utilizado a escala industrial debido a su facilidad disponibilidad y seguridad en el manejo de las herramientas neumáticas

La manera más expedita de utilizar el aire en aplicaciones industriales es mediante la compresión a niveles de presión superiores a la atmosférica, la cual le permite agregar energía e incrementar su disponibilidad para la producción de trabajo. Su uso se ha extendido a un sin número de aplicaciones, entre las que se pueden mencionar el manejo de herramientas neumáticas , el transporte de materiales, el control e instrumentación de equipos y procesos , la alimentación de procesos de combustión, la presurización de alimentos, la limpieza de tuberías, entre otros.

Los principales componentes del aire son el nitrógeno (78%), oxígeno (20%) y argón (0,9%). Igualmente pueden encontrarse otros componentes como dióxido de carbono, neón, helio, xenón y vapor de agua . A pesar de la baja proporción del vapor de agua, éste es el que más puede influir en las condiciones y propiedades de esta sustancia.

Sistema de aire comprimido

Un sistema de aire comprimido puede definirse como un grupo de equipos y accesorios con una disposición específica, con el fin de proporcionar un caudal de aire determinado, a unas condiciones de presión y calidad de acuerdo con los requerimientos de la aplicación.El empleo de aire comprimido para diferentes actividades industriales esta fundamentado en las ventajas que lo preceden. Entre otras se destacan la amplia disponibilidad de esta sustancia; su compresibilidad; la posibilidad y facilidad para ser transportando en recipientes a presión

Clasificación Se distinguen dos tipos básicos de compresores: de desplazamiento positivo y dinámico. Según sea el tipo de elemento compresor, los compresores de desplazamiento positivo se clasifican en compresores rotativos (paletas, tornillo, lóbulos) y alternativos (pistón o diafragma). Mientras que en la clase de compresores dinámicos, se destacan los de tipo radial y los de tipo axial.

Desplazamiento positivo

El incremento de presión de un determinado volumen de aire mediante compresores de desplazamiento positivo, se produce mediante la reducción del volumen inicial de aire confinado en el compresor. Se conforman generalmente por un elemento compresor (pistón o rotor) y otro receptor (cilindro o carcasa) donde es dispuesto el aire a comprimir

rotativos

Los compresores rotativos producen aire comprimido mediante el empuje continuo del mismo desde la aspiración hasta la descarga del compresor, a través de un sistema rotatorio. Se destacan en esta clase de compresores rotatorios los de tornillo, los de lóbulos y los de paleta

Tornillo:

La rotación permanente de tornillos helicoidales, permite la compresión del aire que se desplaza en sentido axial, hasta la presión de trabajo requerida en este tipo de compresores . Se distinguen por presentar disponibilidades tan elevados como las de compresores axiales y compresores centrífugos (99.5 %), menor costo y tamaño que compresores alternativos de capacidad similar y por presentar presiones mayores que otras máquinas rotatorias de desplazamiento positivo. Las principales desventajas de estos compresores son el elevado costo de mantenimiento en comparación con los compresores centrífugos y la reducción en el desempeño debido a variaciones en las tolerancias de los tornillos debido a efectos corrosivos de los gases o incrementos elevados en temperatura durante la compresión.

Paletas:Los compresores de paletas están conformados por un rotor excéntrico que gira en el interior de una cámara cilíndrica . El rotor está provisto por un determinado número de paletas que pueden deslizarse en dirección radial dentro de unas ranuras dispuestas en el mismo cilindro, dando lugar a un conjunto de células de compresión. La fuerza centrífuga generada por la rotación del rotor, desplaza las paletas contra las paredes de la cámara y debido a la excentricidad del eje rotor, el volumen de las células varía constantemente. Las ventajas de este tipo de compresores residen en sus dimensiones reducidas, funcionamiento silencioso y caudal prácticamente uniforme

LóbulosEn este tipo de compresores de lóbulos el aire es transportado constantemente desde la admisión a la descarga, gracias a la rotación constante dos lóbulos . La compresión no es debida al cambio de volumen del aire inicial, sino que ésta se logra mediante el aumento del número de moléculas de aire presente en un volumen fijo (tanque pulmón). En general, la presión generada es muy baja, limitando el uso de estos equipos a aplicaciones de baja presión

Alternativos:

En los compresores alternativos el volumen inicial es reducido mediante el movimiento oscilante de un elemento (pistón o diafragma) que comprime y desplaza el gas dentro de una carcasa o cilindro, elevando la presión del fluido hasta la deseada. En esta clase de máquinas de desplazamiento positivo, se encuentran los compresores de pistón y los de diafragma

Pistón

La compresión del aire es realizada por uno o varios pistones que actúan dentro de una camisa o cilindro. El movimiento de los pistones es dirigido por un mecanismo excéntrico dando lugar al movimiento alternativo del pistón en el interior del cilindro

En los compresores de pistón de simple efecto el gas únicamente es comprimido en la carrera ascendente del pistón, debido a esto son los más simples y conocidos en el mercado. El aire luego de incrementar su presión, es llevado al tanque de almacenamiento y luego a la herramienta o sistema de control que lo requiera. Los compresores de simple efecto se caracterizan por su baja capacidad, ser compactos y menos costosos, enfriados por aire y adecuados para situaciones de uso no frecuente del aire comprimido o cuando el compresor debe ir instalado en el sitio de trabajo.

Por su parte, en los compresores de pistón de doble efecto el gas es comprimido tanto en la carrera ascendente como en la carrera descendente del pistón. Este tipo de operación, permite en algunos casos, usar cada pistón como un compresor de múltiples etapas. Debido a este principio de operación, estos compresores poseen dos juegos de válvulas de admisión y descarga por cilindro. Los compresores de doble efecto se caracterizan por suministrar el doble de aire que un compresor de simple efecto, bajo iguales condiciones de velocidad y volumen. Además, son adecuados para aplicaciones de gran capacidad, trabajo continuo y servicio pesado

Diafragma.

En este tipo de compresores la cámara de compresión es separada del pistón, por medio de discos metálicos delgados y flexibles llamados diafragmas, evitando la presencia de aceite en la descarga del compresor. Al igual que en los compresores de pistón, éste último es sometido a un movimiento alternado transmitido por un mecanismo excéntrico. El movimiento oscilante del pistón es transmitido al diafragma por medio de un fluido hidráulico. Esta acción somete a la membrana a movimientos cortos e intermitente, conduciendo a los procesos de aspiración y compresión. Por lo general se encuentran en modelos de una y dos etapas

DINÁMICOS

Los compresores dinámicos son máquinas de flujo continuo, que permiten incrementar la presión del fluido de trabajo mediante la transformación de la energía cinética (velocidad) en potencial (presión). El fluido de trabajo que se encuentra a baja presión, entra en un conjunto de álabes móviles del compresor y sale a una gran velocidad como resultado del trabajo transmitido por el eje. El fluido pasa a un difusor configurado de tal forma que la velocidad disminuye y la presión se incrementa

RADIAL

Los compresores dinámicos de tipo radial, están conformados por tres partes principales: rodete, difusor y múltiple de distribución. El aire es admitido cerca al eje del compresor, en dirección axial, para ser impulsado en forma radial por la fuerza centrífuga producida por el movimiento del rodete. El aire que sale en dirección radial y a gran velocidad del rodete, pasa al difusor donde la energía cinética del aire se transforma en energía potencial en forma de presión. Los incrementos de presión ocurren progresivamente en las diferentes etapas de compresión (conjuntos de álabes móviles y estáticos) dispuestas a lo largo del estator y el rotor. Los compresores del tipo radial o centrífugo, tienen relativamente pocos problemas de trabajo y presentan valores de disponibilidad altos.

AXIAL

En los compresores axiales, el fluido de trabajo es transportado en la dirección del eje durante todas las etapas de compresión, mediante un conjunto de álabes móviles (rotor) y una serie de de álabes fijos (estator), dando lugar a la compresión multietapa. El contacto del gas de trabajo con los álabes móviles incrementa la energía cinética, que es luego transformada en potencial (presión) en los álabes fijos que actúan como difusores. Los compresores de tipo axial pueden manejar grandes volúmenes de caudal, en carcasas relativamente pequeñas y consumos de potencia racionales

Componentes

Los componentes básicos del sistema de aire comprimido se relacionan con el compresor, que actúa como elemento receptor – transformador, otorgando las condiciones necesarias al aire comprimido (presión y caudal) mediante la transformación en energía potencial de la energía cinética de que es suministrado; con el sistema de distribución (tuberías, líneas o conductos de distribución), que están a cargo del transporte del aire comprimido al tanque de almacenamiento y a los puntos de aplicación; y con los actuadores y herramientas neumáticas, que determinan el consumo del sistema

FUENTE

La fuente principal de estos sistemas es el aire, que es tomado a presión atmosférica y luego de pasar por la unidad de compresión, alcanza la presión de trabajo requerida, para luego ser distribuido por los diferentes puntos de trabajo que componen al sistema de aire comprimido.

RECEPTOR - TRANSFORMADOR

Los compresores son unidades que permiten incrementar la presión de un gas, vapor o una mezcla de gases y vapores. La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen del mismo durante su paso a través del compresor (desplazamiento positivo) (Ver figura a) o cambiando la velocidad del aire por presión (dinámicos)

COMPRESOR

Los compresores son unidades que permiten incrementar la presión de un gas, vapor o una mezcla de gases y vapores. La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen del mismo durante su paso a través del compresor o cambiando la velocidad del aire por presión. Dependiendo de los requerimientos de presión de trabajo, caudal de suministro, y calidad del aire, se pueden emplear diversos tipos de compresores según su principio de funcionamiento y configuración

DISTRIBUCIÓN

En el proceso de distribución están involucrados elementos y sistemas destinados tanto al transporte como al acondicionamiento del aire. Entre otros están las líneas o tuberías de distribución, el tanque acumulador, los filtros de aire, separadores y filtros de partículas y el sistema de condensación y secado

TUBERÍAS O LÍNEAS DE DISTRIBUCIÓN

El aire es transportado desde el compresor hasta los sistemas de consumo por medio de una línea o tubería principal. El dimensionamiento de estas tuberías se hace mediante criterio termo-económicos, por lo tanto el diámetro es lo suficientemente grande para evitar grandes caídas grandes de presión y lo suficientemente pequeño para mantener bajos costos de inversión. De esta línea principal se derivan tuberías secundarias y de servicio, que están en contacto directo con los equipos neumáticos

TANQUES ACUMULADORES

El tanque acumulador o tanque pulmón es indispensable para la operación de compresores alternativos y en algunas situaciones, resulta conveniente para los demás tipos de compresores. Este elemento permite eliminar las pulsaciones en el flujo debido al ciclo de compresión, proporciona capacidad de almacenamiento, permite eliminar la humedad del aire (actúa como sistema refrigerador) y evita ciclos cortos de carga y descarga en el compresor. El depósito debe diseñarse y dimensionarse de acuerdo con las normas de recipientes a presión y debe incluir una válvula de seguridad, un manómetro y una válvula de drenaje. Sus dimensiones se establecen según la capacidad del compresor, el sistema de regulación, la presión de trabajo y las variaciones estimadas en el consumo de aire. Es importante realizar las purgas de condensado regularmente para evitar arrastre del mismo a la red de distribución y disminuir la carga térmica de los secadores (cuando estos están después del tanque pulmón).

FILTRO DE AIRE

Los filtros de aire en la admisión del compresor se usan para limitar la entrada de contaminantes sólidos al sistema y extraer en determinado porcentaje vapor de agua presente en el aire, causantes de erosión y corrosión de los componentes principales del compresor. Aunque todo el polvo y la humedad no son eliminados en esta etapa de filtrado, es un buen comienzo para la conservación de los equipos instalados luego de la unidad de compresión