Contenido Composición del aire Presión Atmosférica Presión manométrica Unidades de Presión Fuerza de un cilindro Leyes de los gases Temperatura constante Presión constante Volumen constante Ley General de los gases Compresion Adiabática Agua en el aire comprimido Intercambiadores de Calor Enfriado Caudal en las válvulas Escalas de Temperatura Compresion Politrópica Humedad Relativa Principio de Pascal
Composición del aire Composición
Nitrogeno 78.09% N2 Oxígeno 20.95% O2 Argón 0.93% Ar Otros 0.03%
Presión atmosférica Debida al peso del aire encima nuestro Disminuye si subimos una montaña Aumenta si bajamos a una mina También varia por condiciones del clima
Presión atmosférica La presión absoluta y temperatura al nivel del mar son 1.01325 bars y 288 K (15OC), respectivamente 1013.25 m bar
Barómetro de Mercurio La presión atmosférica puede medirse por la altura de una columna al vacío de un liquido Al nivel del mar una columna de mercurio alcanza una altura de 760 mm Hg (1.0139 bar) Una columna de agua mediría 10 mts. Pero el mercurio es mucho más denso que el agua 760 mm Hg Presión atmosférica
Barómetro de Mercurio DENSIDADES (Kg /m3)
Aire 1.25
Alcohol 806
Agua 1000
Mercurio 13600
(el mercurio es 10880 veces más denso que el aire) 760 mm Hg Presión atmosférica
Presión Manométrica (Pg) En los sistemas neumáticos la presión se mide con manómetros La presión manométrica indica la presión en exceso a la presión atmosferica La graduación de los manómetros se da generalmente en bar (en equipo inglés en PSI)
Presión Manométrica (Pg) La presión manométrica indica la presión en exceso a la presión atmosferica Presión manométrica cero es igual a la presión atmosférica En los cálculos con las fórmulas se usan presiones absolutasPa = Pg + 1 atmósfera Aunque en realidad 1 atmósfera es igual a 1.013 bar, se asume que 1 atmósfera es igual a 1 bar (Gp:) Presiones Bajas
(Gp:) Presiones típicas
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Presión absoluta bar a Presión manométrica bar g Vacío atmósfera Rango extendido de presiones
Unidades de Presión 1 Pascal = 1 N / m2 1 bar = 100,000 Pascal 1 bar = 10 N / cm2 Si se usan libras por pulgada cuadrada (psi) 1 psi = 68.95 mbar14.5 psi = 1bar
Unidades de Presión 1 bar = 100000 N/m2 1 bar = 100 kPa 1 bar = 14.50 psi (100 psi = 6.9 bar) 1 bar = 10197 kgf/m2 1 mm Hg = 1.334 mbar aprox. 1 mm H2O = 0.0979 mbar aprox.
1/10 bar (10,000 Pa) es aprox. lo más fuerte que una persona promedio puede soplar
Principio de Pascal La presión de los fluidos se transmite por igual en todas las direcciones La fuerza ejercida por un piston es igual al producto del area efectiva por la presión del aire
PRESION = FUERZA AREA
Por tanto si la presión suministrada es constante, a mayor diámetro D del cilindro mayor fuerza F para el trabajo D mm P bar F
Fuerza de un cilindro La fuerza ejercida por un pistón es igual al producto del area efectiva por la presión del aire Fuerza = D2 40 P Newtons p D mm P bar donde
D = diámetro del cilindro en mm P = presión en bar
Escalas de Temperatura -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 233 253 273 293 313 333 353 373 393 OK = OC + 273.15
OF = 9/5 OC + 32
Fahrenheit y Celsius coinciden a – 40O OK -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 OF OC
Leyes de los gases Las variables de estado de los gases son: presión, volumen y temperatura
Si mantenemos una de ellas constante, la relación de las otras dos esta dada por las siguientes leyes: Temperatura constante P.V = constante (Ley de Boyle)
Presión constante V / T = constante (Ley de Charles)
Volumen constante P / T = constante (Ley de Gay – Lusac)
Temperatura constante Ley de Boyle: el producto de presión y volumen de una masa de gas se mantiene si la temperatura no se varía
Este proceso se llama Isotérmico. Debe ser lento para que el calor fluya libremente y así la temperatura no cambie, cuando el gas es comprimido o expandido 0 2 4 6 8 16 0 2 4 6 8 10 12 Volumen V Presión P bar (absoluta) P1.V1 = P2.V2 = constante 10 12 14 14 16
Presión constante Ley de Charles: El volumen de una masa de gas cambia proporcionalmente a su temperatura absoluta, si la presión se mantiene constante (Isobárico) Desde una temperatura ambiente de 20oC un cambio de 73.25oC produce un cambio de 25% en volumen 0o Celsius = 273K 0 0.25 0.5 0.75 1 2 -60 -40 -20 0 20 40 60 Volume Temperature Celsius 1.25 1.5 1.75 80 100 293K (Gp:) V1 V2 (Gp:) T1(K) T2(K) (Gp:) = c (Gp:) =
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