CAPITULO 5: INSTALACIONES NEUMÁTICAS
5.3.- CÁLCULO DE UNA INSTALACIÓN
En este apartado calcularemos las dimensiones de conductos y la potencia necesaria del equipo compresor de una instalación. Partiremos de las necesidades que tiene una instalación industrial en su momento actual y requerirá en el futuro, las condiciones de trabajo y las características geométricas de esta. A continuación se exponen los datos necesarios.
El consumo de aire en una industria es de 4 m3/min (240 m3/h). En 3 años aumentará un 300%, lo que representa 12 m3/min (720 m3/h). El consumo global asciende a 16 m3/min (960 m3/h) La red tiene una longitud de 280 m; comprende 6 piezas en T, 5 codos normales, 1 válvula de cierre. La pérdida admisible de presión es de ?p = 10 kPa (0,1 bar). La presión de servicio es de 800 kPa. Se busca el diámetro de la tubería.
El nomograma de la figura 5.45, con los datos dados, permite determinar el diámetro provisional de las tuberías.
Fig. 5. 45 - Nomograma para determinar el diámetro provisional de las tuberías.
Tomado del manual de neumática de FMA Pokorny, Francfort
En dicho nomograma, unir la línea A (longitud del tubo) con la B (caudal de aire aspirado) y prolongar el trazo hasta C (eje l). Unir la línea D (presión), con la E (pérdidas admisibles). En la línea F (eje 2) se obtiene una intersección. Unir los puntos de intersección de los ejes 1 y 2. Esta línea corta la G (diámetro nominal de la tubería) en un punto que proporciona el diámetro deseado. En este caso, se obtiene para el diámetro un valor de 90 mm.
Las resistencias de los elementos estranguladores se indican en longitudes supletorias. Estas son la longitud de una tubería recta que ofrece la misma resistencia al flujo que el elemento estrangulador. La sección de paso de la "tubería de longitud supletoria" es la misma que la tubería. Un segundo nomograma (figura 2.12) permite averiguar rápidamente las longitudes supletorias.
Fig. 5. 46 - Nomograma para longitudes supletorias [81].
Longitudes supletorias:
6 piezas en T (90 mm) = 6 *10,5 m = 63 m
1 válvula de cierre (90 mm) = 32 m
5 codos normales (90 mm) = 5* 1 m = 5 m
Total supletorio= 100 m; Longitud total de tubería = 380 m
Con esta longitud total de tubería, el consumo de aire, la pérdida de presión y la presión de servicio se puede determinar, como en el problema anterior, con ayuda del nomograma pertinente (figura 2.11) el diámetro definitivo de las tuberías. En este caso, el diámetro es de 95 mm.
Otro método para el cálculo de la potencia es mediante las tablas de fabricantes. A modo de ejemplo, podemos determinar la potencia del compresor cuando usamos tuberías del fabricante TRANSAIR® (PARKER) para una red principal, en función de la longitud, del diámetro y del caudal necesario, con la ayuda de la tabla siguiente. Estas recomendaciones se facilitan a título indicativo para una red cerrada y una presión de servicio de 8 bar y pérdidas de carga del 5 %. No se ha tenido en cuenta la velocidad del aire. Se puede usar de manera inversa: conocida la potencia del compresor, hallar el diámetro para las tuberías principales.
Tabla 5. 6 - Diámetros para tuberías Transair® [82].
Ejemplo: Presión de servicio: 8 bar. Longitud de la red principal (cerrada): 300 metros. Caudal necesario: 250 Nm3/h (147 cfm). El diámetro Transair® es Ø 40 mm. La Potencia del compresor debe estar entorno a 30 kW. Si aparecen grandes diferencias podemos interpolar para aumentar la precisión de los cálculos.
 
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