Caudal – Presión – Vacío y niveles de vacío

generalidades técnicas
caudal y pérdida de carga del aire comprimido
El caudal representa la cantidad de aire comprimido vehiculado
a través de una sección por unidad de tiempo. Se expresa en
l/min, m3/min o m3/h, y se trata del valor obtenido con aire sin
presión, a las condiciones ambientales normales de referencia
(ANR), o sea :
+ 20ºC, 65% de humedad relativa, 1013 mbar, según las normas
NFE 48100 e ISO R554, R558.
Cuando el componente neumático se encuentra en una
posición abierta y sujeto a una presión de alimentación (P),
éste asegura un caudal (Q) que genera un descenso de
presión a la salida.
La diferencia de presión medida entonces, entre
el orificio de entrada (presión de entrada) y el de
salida (presión de salida) se denomina pérdida
de carga que indicaremos como ∆p (diferencial
de presiones).
Para disponer de valores sencillos y manejables que permitan efectuar los cálculos y comparar las prestaciones
técnicas de los componentes neumáticos, en la práctica se
utiliza un coeficiente de caudal denominado Kv.
Este coeficiente experimental determina la capacidad del
caudal de un componente. Corresponde al valor práctico
del caudal de agua en litros/minuto, bajo un ∆p de 1 bar,
con paso total abierto.
El coeficiente de caudal Kv corresponde a un coeficiente de
conductancia ; en efecto, cuanto más elevado es su valor,
mayor es el caudal vehiculado por el componente.
El Kv y la pérdida de carga van ligados por la relación
siguiente :
Qv = 26,7 Kv ∆p x P entrada
Qv = caudal en l/min (ANR)
Kv = coeficiente de caudal
∆p = en bar
P entrada : en bar (valor absoluto)
componente
neumático
Para definir rápidamente los valores de pérdida de carga
en función del caudal y de la presión, conviene recordar
que trabajamos sobre un fluido compresible. Por ello,
numerosos parámetros intervienen de manera muy
compleja.
El Cv es un coeficiente de caudal equivalente al Kv, pero
expresado en “US galón” por minuto bajo un ∆p de 1 PSI.
Kv y Cv están en las relaciones siguientes :
Kv = 14,3 Cv – Cv = 0,07 Kv.
El caudal indicado para algunos productos de este catálogo Legris es el caudal medio a 6 bar expresado en Nl/min de aire
sin presión a la Atmósfera Normal de Referencia (ANR).
presión
vacío y niveles de vacío
La presión atmosférica normal del aire tiene un valor de 1,013
bar del nivel del mar (0m de altitud). Sirve generalmente como
referencia para la medida de las presiones, aunque variará
según la altitud.
El vacío aparece cuando la atmósfera se encuentra
enrarecida.
Evacuando el aire de un espacio cerrado, se crea
una depresión (o vacío) con relación a la presión
atmosférica.
El vacío corresponde entonces al estado de un fluido
cuya presión es inferior a la de la atmósfera.
El nivel de vacío puede expresarse como :
- nivel de depresión = valor en presión relativa, con relación a la presión atmosférica
- nivel de vacío nivel de vacío en valor absoluto
(definido con relación al cero absoluto)
La unidad usual del vacío es el milímetro de mercurio
(mm Hg)
Para las pruebas y medidas, es preferible utilizar el bar
absoluto, que corresponde a una presión absoluta..
Presión
Presión efectiva
Prel
Nivel de presión
variable
Pabs
Presión
atmosférica
local
Nivel de presión
atmosférica normal
Patm = 1,013 bar
Patm
Ámbito del vacío
P = 0 (100% de vacío)
Pabs
Pabs
Prel
Patm
=
:
:
:
Patm + Prel
presión absoluta
presión relativa
presión atmosférica
En el ámbito industrial, la presión suele ser expresada en
bar. Es el resultado de una fuerza en daN aplicándose a una
superficie en cm2.
1 daN
1 bar =
=105 pascal
1 cm2
Clasificación de vacíos
● vacío medio
1013
● vacío primario
10
● vacío secundario
10-3
10-6
● vacío molecular
● ultra-vacío
a 10 mbar absolutos
a 10-3 mbar absolutos
a 10-6 mbar absolutos
a 10-9 mbar absolutos
< 10-9 mbar absolutos
La presión máxima admisible de un componente
es la presión efectiva a la cual este elemento puede verse
sometido en una instalación especifica.
La presión de entrada es la presión del aire comprimido
a la entrada de un componente.
La presión de salida es la presión a la salida de un
componente.
La presión diferencial (∆P) corresponde a la diferencia
de presión entre la presión de entrada y la de salida.
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