Presión constante 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 80 100 366.25K (Gp:) V1 V2 (Gp:) T1(K) T2(K) (Gp:) = c (Gp:) =
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
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:) =
Presión constante 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 80 100 219.75K (Gp:) V1 V2 (Gp:) T1(K) T2(K) (Gp:) = c (Gp:) =
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
Presión constante 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 80 100 366.25K 219.75K 293K (Gp:) V1 V2 (Gp:) T1(K) T2(K) (Gp:) = c (Gp:) =
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
Volumen constante Ley de Gay – Lusac si el volumen de una masa de aire se mantiene constante, la presión es proporcional a la temperatura Un recipiente rígido (volumen constante) a 20oC y 10 bar de presión absoluta, un cambio de temperatura de 60oC produce un cambio de presión de 2.05 bar 0oC = 273K 0 5 10 20 -60 -40 -20 0 20 40 60 Temperature Celsius 15 80 100 (Gp:) 0 (Gp:) 2 (Gp:) 4 (Gp:) 6 (Gp:) 8 (Gp:) bar (Gp:) 10 (Gp:) 12 (Gp:) 14 (Gp:) 16
(Gp:) P1 P2 (Gp:) T1(K) T2(K) (Gp:) = c (Gp:) =
bar absolute
Volumen constante 0 5 10 20 -60 -40 -20 0 20 40 60 Temperature Celsius 15 80 100 0 2 4 6 8 bar 10 12 14 16 (Gp:) P1 P2 (Gp:) T1(K) T2(K) (Gp:) = c (Gp:) =
bar absolute Ley de Gay – Lusac si el volumen de una masa de aire se mantiene constante, la presión es proporcional a la temperatura Un recipiente rígido (volumen constante) a 20oC y 10 bar de presión absoluta, un cambio de temperatura de 60oC produce un cambio de presión de 2.05 bar 0oC = 273K
Volumen constante Ley de Gay – Lusac si el volumen de una masa de aire se mantiene constante, la presión es proporcional a la temperatura Un recipiente rígido (volumen constante) a 20oC y 10 bar de presión absoluta, un cambio de temperatura de 60oC produce un cambio de presión de 2.05 bar 0oC = 273K 0 5 10 20 -60 -40 -20 0 20 40 60 Temperature Celsius 15 80 100 (Gp:) 0 (Gp:) 2 (Gp:) 4 (Gp:) 6 (Gp:) 8 (Gp:) bar (Gp:) 10 (Gp:) 12 (Gp:) 14 (Gp:) 16
(Gp:) P1 P2 (Gp:) T1(K) T2(K) (Gp:) = c (Gp:) =
bar absolute
Volumen constante 0 5 10 20 -60 -40 -20 0 20 40 60 Temperature Celsius 15 80 100 0 2 4 6 8 bar 10 12 14 16 (Gp:) P1 P2 (Gp:) T1(K) T2(K) (Gp:) = c (Gp:) =
bar absolute Ley de Gay – Lusac si el volumen de una masa de aire se mantiene constante, la presión es proporcional a la temperatura Un recipiente rígido (volumen constante) a 20oC y 10 bar de presión absoluta, un cambio de temperatura de 60oC produce un cambio de presión de 2.05 bar 0oC = 273K
Volumen constante 0 5 10 -60 -40 -20 0 20 40 60 bar absolute Temperature Celsius 15 80 100 0 2 4 6 8 bar 10 12 14 16 (Gp:) P1 P2 (Gp:) T1(K) T2(K) (Gp:) = c (Gp:) =
Ley de Gay – Lusac si el volumen de una masa de aire se mantiene constante, la presión es proporcional a la temperatura Un recipiente rígido (volumen constante) a 20oC y 10 bar de presión absoluta, un cambio de temperatura de 60oC produce un cambio de presión de 2.05 bar 0oC = 273K
Ley General de los gases Es una combinación de las leyes de Boyle, de Charles y de Gay-Lusac Si la masa se mantiene, y la presión, el volumen y la temperatura varían, la relacion PV/T permanece constante
P1 V1 = P2 V2 = constante T1 T2
Compresión Adiabática La compresión instantánea es un proceso adiabático (si no hay tiempo para disipar el calor a través de las paredes del cilindro) En una compresion (o expansión) adiabática P V n = c (para el aire n = 1.4)
En un cilindro neumático la compresión es rápida aunque siempre se pierde algo de calor a través de las paredes del cilindro
Por tanto el valor de n es menor (se usa n ? 1.3) (Gp:) 2 (Gp:) 4 (Gp:) 6 (Gp:) 8 (Gp:) 0 (Gp:) 2 (Gp:) 4 (Gp:) 6 (Gp:) 8 (Gp:) 10 (Gp:) 12 (Gp:) bar a (Gp:) 10 (Gp:) 12 (Gp:) 14 (Gp:) 14 (Gp:) 16 (Gp:) 16 (Gp:) PV 1. 4 = c adiabatico (Gp:) PV 1. 2 = c politropico (Gp:) PV = c isotérmico (Gp:) Volume (Gp:) 0
Compresión Politrópica En aplicaciones como los amortiguadores de coches siempre existe algo de disipación de calor durante la compresión Este tipo de compresión la podemos situar entre la adiabática y la isotérmica Por no llegar a la compresión adiabática el valor de n será menor a 1.4 dependiendo de que tan brusca sea la amortiguación Comunmente se usa un factor n = 1.2
Humedad Relativa (HR) Mide la cantidad de vapor de agua en el aire comparada con la max cantidad de vapor de agua que podria contener antes de su precipitación. HR varía con la temperatura del aire. (Gp:) -40 (Gp:) -20
0 10 20 30 40 50 0 20 40 Gramos de vapor de agua / metro cúbico de aire (gr / m3) 60 70 80 Temperatura Celsius 25% HR 50% HR 100% HR A 20o Celsius 100% HR = 17.40 gr/m3 50% HR = 8.70 gr/m3 25% HR = 4.35 gr/m3
Agua en el aire comprimido Cuando una gran cantidad de aire se comprime, se nota la aparición de agua
El vapor de agua en el aire es tambien comprimido y el resultado es similar al de exprimir una esponja
Esto provoca que el aire comprimido se sature dentro del tanque Drenaje aire 100% saturado Condensado
Agua en el aire comprimido Imaginémos 4 cubos de 1 m3 de aire libre a 20oC y con humedad relativa del 50% Es decir contienen 8.7 grs. de agua (la mitad del max posible que es de 17.4 grs.)
Agua en el aire comprimido Cuando el compresor comprime estos 4 m3 para formar 1 m3, los 4 x 8.7 = 34.8 gramos de agua no pueden sostenerse en él. El m3 puede mantener como max 17.4 gramos de agua Los otros 2 x 8.7 = 17.4 grs. agua caen como gotas.
Agua en el aire comprimido Cuando el compresor comprime estos 4 m3 para formar 1 m3, los 4 x 8.7 = 34.8 gramos de agua no pueden sostenerse en él. El m3 puede mantener como max 17.4 gramos de agua Los otros 2 x 8.7 = 17.4 grs. agua caen como gotas.
Agua en el aire comprimido Cuando el compresor comprime estos 4 m3 para formar 1 m3, los 4 x 8.7 = 34.8 gramos de agua no pueden sostenerse en él. El m3 puede mantener como max 17.4 gramos de agua Los otros 2 x 8.7 = 17.4 grs. agua caen como gotas.
Agua en el aire comprimido Cuando el compresor comprime estos 4 m3 para formar 1 m3, los 4 x 8.7 = 34.8 gramos de agua no pueden sostenerse en él. El m3 puede mantener como max 17.4 gramos de agua Los otros 2 x 8.7 = 17.4 grs. agua caen como gotas.
Agua en el aire comprimido Cuando el compresor comprime estos 4 m3 para formar 1 m3, los 4 x 8.7 = 34.8 gramos de agua no pueden sostenerse en él. El m3 puede mantener como max 17.4 gramos de agua Los otros 2 x 8.7 = 17.4 grs. agua caen como gotas.
Agua en el aire comprimido 4 m3 con 50%HR y 1 bar presión atmosferica puede comprimirse en 1 m3 con una presión manométrica de 3 bar 17.4 gramos de agua permanecen como vapor en el aire saturado Mientras que 17.4 gramos se condensan y se precipitan Este proceso continúa, y cada vez que la presión manométrica excede 1 bar y se comprime 1 m3 adicional de aire, 8.7 gramos de agua se precipitan
Intercambiadores de calor El aire tiene vapor de agua Al comprimirse el aire se satura Se desea utilizar aire comprimido seco Para secar el aire comprimido se utilizan los intercambiadores de calor Estos enfrian primero y entibian luego el aire comprimido Al hacerlo secan el aire comprimido M Aire Seco Aire húmedo Drenaje Refrigeración
Intercambiadores de calor El aire húmedo entra al primer intercambiador de calor y es enfriado por el aire seco que va saliendo Este aire entra al segundo intercambiador de calor donde es refrigerado El condensado se drena al exterior A medida que el aire seco y refrigerado sale, es entibiado por el aire húmedo que va entrando M Aire Seco Aire húmedo Drenaje Refrigeración
Enfriado Cuando el aire comprimido saturado se enfría casi al punto de congelación, (Gp:) -40 (Gp:) -20
0 10 20 30 40 50 0 20 40 Gramos de vapor de agua / metro cubico de aire gr/ m3 60 70 80 Temperatura Celsius 25% RH 50% RH 100% RH
Enfriado Cuando el aire comprimido saturado se enfría casi al punto de congelación, aproximadamente el 75% del vapor de agua se condensa. (Gp:) -40 (Gp:) -20
0 10 20 30 40 50 0 20 40 60 70 80 Temperatura Celsius 25% RH 50% RH 100% RH Gramos de vapor de agua / metro cubico de aire gr/ m3
Enfriado Cuando el aire comprimido saturado se enfría casi al punto de congelación, aproximadamente el 75% del vapor de agua se condensa. Cuando se le entibia hasta 20OC se seca alcanzando una humedad relativa del 25% HR
(Gp:) -40 (Gp:) -20
0 10 20 30 40 50 0 20 40 60 70 80 Temperature Celsius 25% RH 50% RH 100% RH Gramos de vapor de agua / metro cubico de aire gr/ m3
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