sistema de aire comprimido

REALIZADO POR:
Pedro colina 24307578
TUTOR ACADEMICO:
Carlos revilla
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
COMPLEJO 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
Lóbulos
En 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

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