Caudal – Presión – Vacío y niveles de vacío

Generalidades técnicas
Caudal y pérdida de carga del aire comprimido
Presión
El caudal representa la cantidad de aire comprimido que fluye a través de
una sección por unidad de tiempo. Se expresa en l/min, m /min o m /h, y
se trata del valor obtenido con aire sin presión, en las condiciones de la
atmósfera normal de referencia (ANR), es decir: +20°C, 65 % de humedad relativa, 1,013 bar, según las normas NFE 48100 e ISO R554, R558.
Cuando se encuentra en posición abierta y sometido a una presión de
alimentación (P), el componente neumático asegura un caudal (d) que
genera una caída de presión en 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 y se designa como
∆p (diferencial de presiones).
3
3
a presión atmosférica normal del aire tiene un valor de 1,013 bar a nivel
L
del mar (0 m de altura). Sirve generalmente como referencia para la medida
de las presiones pero varía según la altura. 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
componente
neumático
Presión
atmosférica
local
La presión máxima admisible de un componente es la presión efectiva a
la cual este elemento puede verse sometido en una instalación específica.
La presión de entrada es la presión del aire comprimido a la entrada
del componente.
La presión de salida es la presión a la salida del componente.
La presión diferencial (∆P) es la diferencia de presión entre la presión
de entrada y la presión de salida.
Para disponer de valores sencillos y manejables que permitan efectuar
los cálculos y comparar el rendimiento de los componentes neumáticos,
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, con un
∆p de 1 bar, con paso totalmente abierto.
El coeficiente de caudal Kv corresponde a un coeficiente de conductancia;
en efecto, cuanto más elevado es su valor, mayor es el caudal asegurado
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)
El Cv es un coeficiente de caudal equivalente al Kv, pero expresado en
«US galón» por minuto con 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 Parker Legris
es el caudal medio a 6 bar expresado en Nl/min de aire sin presión a la
Atmósfera Normal de Referencia (ANR).
12
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 se suele expresar en bares. Es el
resultado de una fuerza en daN aplicada a una superficie en cm².
1 daN
1 bar =
1 cm
=10 pascal
5
2
Vacío y niveles de vacío
El vacío aparece cuando la atmósfera se encuentra enrarecida. Evacuando
el aire de un espacio cerrado, se crea una depresión (o vacío) con respecto
a la presión atmosférica.
El vacío corresponde entonces al estado de un fluido cuya presión es
inferior a la presión de la atmósfera.
El nivel de vacío puede expresarse como:
nivel de depresión = valor en presión relativa, respecto a la presión
atmosférica
nivel de vacío en valor absoluto (definido respecto al cero absoluto)
La unidad usual del vacío es el milímetro de mercurio (mm Hg).
Clasificación de vacíos
• vacío medio
1013
a
10 mbar absolutos
• vacío primario
10
a
10-3 mbar absolutos
• vacío secundario 10-3a 10-6 mbar absolutos
• vacío molecular 10-6a 10-9 mbar absolutos
• ultravacío
< 10-9 mbar absolutos