Neumática

Tipos de Compresores. Dirección Asistida. Mécanica de Fluidos. Leyes de los Gases

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Neumatica t 4

La neumatica es la tecnica que estudia los movimientos y procesos del aire a presion, depresion o vacio.

Compresor

El compresor es el primer elemento de los circuitos neumaticos. Se trata del conjunto mecanico que se encargade impulsar o aspirar el aire admosferico para comprimirlo y conseguir aumentar su presion.

  • Compresor de pistones

Tiene una constitución similar al de un motor de combustión y funciona realizando dos etapas o tiempos, el tiempo de admisión y el tiempo de compresión.

Compresor de dos etapas

Emplean dos pistones de distinto diámetro uno mayor y otro mas pequeño. Con este diseño se aumenta la presion de salida: en la primera etapa se consigue una presion de 4 a 6 bares y en la segunda hasta 10 o 15 (pequeña)

  • Compresor de membrana

La diferencia con el de pistones es que tiene un cierre hermetico que en los compresores de piston lo realizan los segmentos y en los de membrana se realiza con la membrana elastica.

  • Compresores rotativos

Estos generan la presion mediante el giro de un rotor u otro elemento que en su rotacion consigue aspirar el aire exterior y comprimirlo.

Compresor rotativo con aletas

Se comprone por un rotor con una elices que se deslizan en el interior y tiene unas ranuras para que quede el aire metido entre ella y cuando gira por la fuerza centrifuga se pegan a las paredes del carter y el volumen de las camarias de reduce y el aire se comprime.

Compresor de lóbulos ROOTS

Los compresores trabajan sin sellado interno entre los lóbulos. La presion se logra por generacion contra resistencia.

Compresor axial

El aire es aspirado por los alabes de la turbina en su giro y es impulsado para su salida por un difusor o estrechamiento

Compresor de tornillo

Disponen de 2 tornillos helicoidales que engranan con sus perfiles concavo y convexo. Trabajan por el principio de desplazamiento y generan un caudal continuo.

Compresor rotativo de uña

Se utilizan para obtener aire sin contaminar por aceite y se caracterizan por su baja sonoridad.

Tema 11 dirección asistida.

Direccion hidraulica

Se trata de una direccion en la que la fuerza ejercida sobre un fluido ayuda al movimiento de la direccion ya sea tornillo sinfín o de cremallera.

-un depósito de aceite: puede ir unido por una tubería o acoplado.

-una bomba hidráulica: suele ser del tipo de paletas

-una válvula distribuidora: envia presion de aceite a las camaras de presion.

-un cilindro de asistencia: encargado de realizar la ayuda hidraulixa a la direccion mecanica. Puede ir montado interiormente o exteriormente

-una válvula reguladora de presión


Fluidos t 3

Fuerza: se expresa en newton es la relacion que existe entre la masa y la aceleración y newton establece la relacion entre ambas magnitudes

Presion : cociente de la fuerza aplicada por la superficie de aplicación

Teniendo en cuenta que la fuerza se mide en newton la superficie en m2

Tenemos que

El pascal es una medida extremadamente pequeña por eso se utilizan los multiplos kilo pascal (1000 pascales)mega pascal (10 000 000 Pascales)

Al hablar de un circuito por ejemplo 5 bar nos referimos a 5 bares por encima de la admosfera

Si dijéramos -0,5 bar estariamos diciendo 0.5 bares por debajo de la admosfera

Un valor por debajo de 1 bar no se puede dar porque no existe presion por debajo del 0 absoluto.

Valores: Presion Relativa ( Pe) Presion absoluta ( Pabs)

Caudal : ( Q )

La cantidad de fluido que atraviesa una seccion en unidad de tiempo.

Observando la figura que si un TIEMPO ( T ) circula un cantirar de AIRE ( C ) por la SECCION ( S ) el caudal medio sera Q= C / T

La cantidad de aiore es un volumen pero un volumen dividido por un itmepo tambien es igual a una seccion por una velocidad es decir:

C = V / T Y V = S X L

Con lo cual Q= S X L/T = S = L / T = S x V

Trabajo y potencia (julio)

Un julio es el trabajo que se realiza al ejercer una fuerza de 1N con un desplazamiento de 1m :

Potencia= fuerza x distancia = Presion x superficie x distancia = Presion x volumen=PxQ

Tiempo Tiempo Tiempo


LEYES DE LOS GASES:

-No tienen forma definida y toman la del recipiente

-permite ser comprimido

-tiene tendencia a dilatarse

La ley de Boyle Mariotte relaciona la presion de un gas perfecto y el volumen

Esta ley dice que a temperatura constante, el producto de la presion que esta sometido un gas por el volumen que ocupa se mantiene constante, o lo que es igual, la presion y el volumen son inversamente proporcionales.

E n un recipiente cilindrico se instala un piston con cierre hermetico que en si posición de reposo encierra un gas que para la fuerza aplicada F1 en el piston, ocupa un volumen V1 = 1 m3 la presion P1 = 1 Bar , cuando se aplica una fuerza hasta alcanzar el volumen V2 = 0,5 m3 permaneciendo constante la temperatura, la presion obtenida es:

Por otra parte el volumen de un gas aumenta o disminuye en funcion de la temperatura atendiendose constante la precion la ley de GAY LUSSAC relaciona estas magnitudes y dice : `' A presion constante , o lo que es lo mismo el volumen es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

Después de multiples experimentos observo aproximadamente todos los gases tienen el mismo coeficiente de dilatación 1,273 lo que equivale a decir que cada grado centigrado que aumenta la temperatura de un gas a presion constante su volumen aumenta 1/1,273 :

Entre dos puntos de un liquido separados por una cierta distancia vertical, existe una diferencia de presion igual al peso de un cilindro que tenga por base la unidad de superficie y por altura la distancia vertical entre ambos puntos

Asi que una columna de liquido ejerce como consecuencia de su propio peso una presion sobre la superficie en que actua es que depende solamente de la altura de la columna de liquido y no forma del recipiente en que los contiene. La presion ejercida sobre el fondo de los diferentes recipientes cuyas secciones S1 - S2 - S3 son iguales. Es la misma independencia de la forma si la altura en todos los recipientes .

S1 S2 S3


Como consecuencia de los anteriormente mencionado el principio de PASCAL enuncia : `'La presion aplicada en un punto cualquiera de un fluido se trasmite con la misma intensidad a todos los puntos del mismo

De este se deduce

F2 = S2 = f1

S1

Ej- Calcula la presion P que se genera en la prensa hidraulica si se aplica una fuerza F1 de 100 N y sabiendo que las superficies de los embolos son 10 y 100 cm2 . A continuación calcula la fuerza f2 generada por el embolo S2

Solucion: Aplicando el principio de pascal :

La presion en todo el circuito es la misma y es presion generada 10 Bar.

P = F / S despejando se obtiene que la F = P x S

Teniendo en cuenta que 10 Bar = 100 N/cm2:

F2 = P x S2

F2 = 10 bar x 100 cm 2 = 100 N/cm2 = 10 000 N = 1000 DaN

Gay lussac : Un deposito contiene 10 m3 de aire a una temperatura de 25 ºC.

  • que volumen ocupa si aumentamos la temperatura a 50ºC manteniendo constante la presión?

  • ¿Qué volumen ocupa si disminuimos la temperatura a 0ºC manteniendo constante la presion?

  • Solucion

    A) Vf = Vi x (1 + T ) = 10 m3 x ( 1 + 25 ) = 10,9 m3

    273 273

    T= TF -Ti = 50 - 25 = 25ºC

    B) Vf = Vi x (1 - T ) = 10 m3 x ( 1 - 25 ) = 9,08 m3

    273 273

    T= TF -Ti = 0 - 25 =-25ºC

    5

    F: m x a

    1N: 1kg m/seg2

    P: F / S

    P = n / m2 = Pascal o bar

    1J = 1Nm = 1m2 Kg/s2

    P2 = 1 Bar x 1 m3 = 2 bar

    0,5 m3

    V1 = V2 = V3 Constante o lo que es igual V1 = T1

    T1 T2 T3 V2 T2

    VF= V1 ( 1 + _1__ )

    273

    P=P + densidad x G x Z

    P= F

    S

    Presión P1

    P= F1 = 100 N = 10 Bar

    S1 10cm2

    Vf=Vi x (1 + T )

    273