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Introduccin
NEUMTICA
Introduccin.
Teora del aire comprimido.
.
Tratamiento del aire.
Actuadores.
ac o.
Vlvulas.
Circuitos bsicos neumticos.
1 Simbologa neumtica.
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Unidades bsicas
Magnitud Smbolo Unidad SI Nombre
Masa m Kg Kilogramo
ong u m e ro
Tem eratura ab. T K Grado Kelvin
Temperatura T, C Grado Celsius
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Unidades normalizadas del Sistema Internacional
Densidad K /m3
Fuerza F N Newton
Volumen V m3
Metro cbico
Velocidad v m/s Metro por seg
Momento de Inercia J Kgm4
Par Nm Newton metro
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Unidades relacionadas con el aire comprimido
Magnitud Smbolo Unidad SI Nombre
Presin p Pa Pascal
estndarVn m3n
estndar
volumtricoQ m3n s
-1
por segundo
Energa, trabajo E, W J Joule
Potencia P W Vatio
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Presin atmosfrica
sobre nosostros.
La presin vara con lascondiciones atmosfricas y la
altitud
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Unidades de presin (Pa, bar, torr, atm)
100.000 Pa = 100 KPa = 1 bar
1 mm Hg = 1 Torr 1 atm = 760 Torr
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Presin (conversiones)
p = gh 1 atm = 13600 9,81 0,760 = 101.396,16 Pa
222
cm
g0336,1
cm10000
m
N81,9
g
m
16,101396 =
1 atm = 1,0336 Kgf / cm2 = 1,013 bar
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Tabla de equivalencias de presin
Atm Torr Bar Kg/cm2
Atm 1 760 1,013 1,0336
Torr 1 32 x 10-3 1 1 33 x 10-3 1 36 x 10-3
, . ,
Kg/cm2 0,9674 735,294 0,981 1
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Presin relativa
Pabs = Pamb + Prel
En neumtica, una presin se considera como presin
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Diferentes sistemas de indicacin de presin
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Ley de Boyle-Mariotte (1662)
A temperatura cte, los volmenes ocupados por una masa
que se les somete, es decir:
. = e
R. Boyle
Tambin se puede escribir:1662
P1 . V1 = P2 . V2 = Cte
E. Mariotte
121676
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Isoterma del gas
Hiprbola equiltera
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Ley de Boyle-Mariotte
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Ley de Charles y Gay Lussac
,
gas, es directamente proporcional a su temperatura
absoluta.
V1 / T 1 = V2 / T 2 = Cte
Gay Lussac (1802)
Jac ues Charles 178715
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Ley de Gay Lussac
vo umen c e, a pres n a so u a e una masa e gas
determinada, es directamente proporcional a su
empera ura a so u a.
P1
/ T1
= P2
/ T2
= Cte
Cuanto ms se comprime un gas, ms aumenta su
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Ecuacin general de los gases perfectos
as re ac ones an er ores, se com nan para proporc onar
la ecuacin general de los gases perfectos.
1 . 1 1 2 . 2 2
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Transformacin adiabtica
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Volumen estndar
e o a as n erre ac ones en re vo umen, pres n y
temperatura, es necesario referir todos los datos de
vo umen e a re a una un a es an ar za a.
El metro cbico estndar, es la cantidad de 1,293 Kg de
masa de aire a una temperatura de 0C y a una presin de
760 mm de Hg (101.325 Pa)
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Caudal
a un a s ca para e gas o vo um r co au a
es el metro cbico normal por segundo m3N/s.
Q = V / t = v A
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Ecuacin de continuidad
vSQ = 111 vSQ =
2211 vSvS =
2121 222
Il t i d l i d B lli
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Ilustracin de la ecuacin de Bernoulli
vhg
Pvhg
P 222
2
2
11
1 ++=++ ( )2221 vv1
P =
22
H d d d l i
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Humedad del aire
a re e a a m s era con ene s empre un porcen a e
de vapor de agua.
La cantidad de humedad presente, depende de lahumedad atmosfrica de la tem eratura.
produce una cantidad considerable de condensados
1 m3 de aire com rimido es ca az de retener slo la misma
cantidad de vapor de agua que 1 m3 de aire a presin
atmosfrica.
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Humedad del aire
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Humedad del aire
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Humedad relativa
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Humedad relativa
s e coc en e en re e con en o rea e agua y e e
punto de condensacin, se indica en tanto por ciento.
,
humedad en forma de vapor es slo la de su volumen
reducido.
Por lo tanto, a menos que la temperatura suba
sustancialmente, el agua ser expulsada mediante
condensacin.
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Humedad relativa (Clculos 2)
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Humedad relativa (Clculos 2)
Si un compresor los comprime hasta tener un solo m3
1 m3
, ,
or an o en remos a re sa ura o a a ~ ares y
65,448 - 23,76 = 41,688 gramos de agua condensada
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Humedad relativa (Problema 1)
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Humedad relativa (Problema 1)
3,5 m3 de aire atmosfrico a 20C y 65% de HR se comprimen en un
caldern de 400 l Qu cantidad de a ua se condensar si la tem eratura
dentro es de 35C, cul es su presin?
0.4 m3
Tendremos 3,5 x 17,69= 61.92g de agua
e , e a re en r , x , = , g e agua
A 35C el caldern odr retener como mximo
41,83 x 0,4 = 16,73g de agua
28, - , = .
Humedad relativa (Problema 1)
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Humedad relativa (Problema 1)
3,5 m3 de aire atmosfrico a 20C y 65% de HR se comprimen en un
caldern de 400 l Qu cantidad de a ua se condensar si la tem eratura
dentro es de 30C, cul es su presin?
0.4 m3
2211 VPVP = 4,0P5,31 2= atm75,8P2 =
Presin manomtrica = 7,75 atm
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Punto de roco
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Punto de roco
El punto de roco (PR) determina una temperatura t, a la
cual el aire llega al punto de saturacin; esto es, el aire
se conv er e en a re sa ura o.
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Presin y caudal
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y
no ex s e c rcu ac n e a re, a pres n en o os os
puntos del sistema ser la misma.
Si existe circulacin desde un punto hasta otro, querr
ec r que a pres n en e pr mer pun o es mayor que en e
segundo, es decir, existe una diferencia de presin.
Esta diferencia de presin depende:
de la presin inicial
de la resistencia al flujo existente entre ambas zonas
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Seccin de orificio equivalente
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q
Dicha relacin se plasma en la siguiente ley (similar a la ley de Ohm en
electricidad donde
Diferencia de potencial = Intensidad Resistencia
Pero en vez de manejar el concepto de resistencia a la circulacin de fluido
, ,
equivalente S, o el Cv, o el Kv.
La seccin de orificio equivalente S se expresa en mm2 y representa el
rea de un orificio sobre pared delgada que crea la misma relacin entre
presin y caudal que el elemento definido por l.
No existe proporcionalidad entre P y Q para una S dada debido a
la compresibilidad del aire.
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Caudal a travs de las vlvulas
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El diagrama P/Q es un medio para determinar de forma simple yrpida el caudal de paso de un distribuidor.
En abscisas se indican los valores de caudal en litros normales porminuto. lN/min
En ordenadas se indican, a un caudal cero, las presiones de
utilizacin
Las curvas representan la evolucin de las presiones de utilizacin,
desde el caudal cero hasta el mximo
El caudal obtenido en este diagrama es vlido para un elemento
v vu a, racor, u er a, e c. con una secc n equ va en e
de 1 mm2
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Diagrama P/Q
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En el tringulo de la esquina inferior derecha el caudal de aire va a una
velocidad prxima a la del sonido. Las curvas en esta zona caen verticalmente.
34En este caso, el caudal ya no depende de la diferencia de presin entre la
entrada y la salida sino de la presin de entrada.
Diagrama P/Q
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entre las presiones de entrada y salida en la vlvula cumplen
la siguiente ecuacin:
P1 + P2 1,893 (P2 + 1,013)
P P
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