PROYECTO MEC-3332 A RED DE AIRE COMPRIMIDO PARA NAVE INDUSTRIAL I NDUSTRIAL
Univ.: MOLLO CHOQUE SANDRO Se ha de diseñar una red d e aire comprimido para satisfacer el consumo de una nave industrial de 1000 m2. En la dicha nave se van a fabricar puertas lacadas, por lo que es necesario disponer de los siguientes puestos de consumo de aire comprimido: HERRAMIENTA DE CORTE: 1 PUNTO DE CONSUMO TALADRO: 1 PUNTO DE CONSUMO HERRRAMIENTA PARA TALLAR MADERA: 1 PUNTO DE CONSUMO ZONA DE LIJADO: 2 PUNTOS DE CONSUMO PISTOLA PARA LIMPIAR VIRUTA: 5 PUNTO DE CONSUMO BARNIZADO PREVIO DE LA MADERA: 2 PUNTOS DE CONSUMO CAMARA DE LACADO: 3 PUNTOS DE CONSUMO
OPERAC. tablero taladros tallado lijado
min 30 15 30 15
OPERAC. barnizado secado barnizado secado
min) 15 30 15 30
OPERAC. lacado secado lacado secado
(min) 15 30 15 30
1. En cada operacion, solo el 60% del tiempo se utiliza una herramienta neumatica. Y dentro de ese tiempo, el 80% se usa la h erramienta tal y el 20% el limpiador de virutas. 2. En las operaciones de barnizado y lacado, la pistola de aplicacion trabaja el 85% del tiempo.
REALICESE:
1. Esquema en planta y en perspectiva de la red de distribución de aire comprimido
pág. 1
DIAGRAMA RED DE DISTRIBUCION DE AIRE COMPRIMIDO EN ACwin
pág. 2
DIAGRAMA RED DE DISTRIBUCION DE AIRE COMPRIMIDO EN PIPE FLOW
2. Estime los consumos, factores de utilización y cargas del sistema de aire comprimido.
Realizan 6 puertas en 9 horas día laboral. EQUIPO
Qconsumo Ptrabajo CANTIDAD (l/min) (bar)
MULTICORTADOR TALADRO SIERRA TALLADORA LIJADORA PISTOLA DE LIMPIEZA (SOPLADO)
300
5.516
1
250
6.21
1
95
4
1
150
4.826
2
350
6
5
PISTOLA DE BARNIZADO
260
3.45
2
PISTOLAS DE LACADO (CAMARA SECADO)
270
4
3
l Qtaladro 250 min
80%
l Qmulticortador 300 min l
Qsierra.tallar 95 min l l ll 270 260 350 Q pistola.varnizd pistola.soplado lijadora 150 camara.secad
80%
80%
6.219 bar Ptalad
Pmultcort 5.516 bar 4.047 bar Psierrtallar
PP
bar 4.826 3.447 4.137 5.998 bar bar bar
pág. 3
pág. 4
COEFICIENTE DE FUNCIONAMIENTO DE CADA UNO DE LOS EQUIPOS Cui
ttrabaj.maquina tfuncionamient.red
OPERAC. (min)
(h)
OPERAC. (min)
(h)
OPERAC. (min)
(h)
tablero taladros tallado lijado
0,5 0,25 0,5 0,25
barnizado secado barnizado secado
0,25 0,5 0,25 0,5
lacado secado lacado secado
0,25 0,5 0,25 0,5
CU.sierra
30 15 30 15
0.5 6 0.6 0.8 9
CU.taladro
CU.tallado
CU.lijado
0.25 6 0.6 0.8 9
0.5 6 0.6 0.8 9
15 30 15 30
15 30 15 30
CU.sierra 0.16
CU.taladro 0.08
CU.tallado 0.16
0.25 6 0.6 0.8 9
CU.lijado 0.08
pág. 5
CU.barnizad
0.25 6 0.6 0.85
CU.barnizad 0.085
9
0.5 6 0.6 0.85
CU.secado
CU.secado 0.17
9
CU.soplado
0.5 6 0.6 0.2
CU.soplado 0.04
9
Qcap.tot 1.
QtaladroT Qtaladro 1 CU.taladro
2.
QmulticortadorT Qmulticortador 1 CU.sierr
Qcap n Cui l QtaladroT 20 min
3. Q sierra.tallarT Qsierra.tallar 1 CU.tallado
l QmulticortadorT 48 min l Qsierra.tallarT 15.2 min
4.
QlijadoraT Qlijadora 2 CU.lijado
l QlijadoraT 24 min
5.
Q pistola.sopladoT Q pistola.soplado 5 CU.soplado
l Q pistola.sopladoT 70 min
6.
Q pistola.varnizdT Q pistola.varnizd 2 CU.barnizad
l Q pistola.varnizdT 44.2 min
Qcamara.secadT Qcamara.secad 3 CU.secado
l Qcamara.secadT 137.7 min
7.
l Qcapasidad.total 359.1 min
0.65 bar Patm
T 2
Ptuberia 6.5 bar
°
EN LA LINEA PRINCIPAL
pred_abs 6.5 0.65 bar
6
m s
15
s
m
v 10
m
EN LAS ACOMETIDAS
l Qcapasidad.total 5.985 s
s m
v 20
s
pág. 6
Q
consumo
Ptrabajo Po Pred_abs
Ptalad Patm Q1 QtaladroT pred_abs
Q2 QmulticortadorT
Q3 Qsierra.tallarT
Pmultcort Patm pred_abs
Psierrtallar Patm pred_abs
Plijad Patm Q4 QlijadoraT pred_abs
l Q1 19.214 min
l Q2 41.393 min
l Q3 9.986 min
l Q4 18.382 min
pág. 7 P pistsoplad Patm l Q5 Q pistola.sopladoT 65.09 Q Pcamrsecd P pistvar PPatm 5 atm pred_abs QQ L Se puede advertir que toda la red principal con min unl solo ducto asi que 7 6QQ camara.secadT pistola.varnizd 92.189 25.329 Q 271.582 Tdimensionaremos Q p p 6 7 Q Q Q Q Q Q Q Q
Con los criterios hallamos los diámetros tanto máximos como mínimos (ecuación de continuidad) m vmax 10 s
vmin 6
Q
Dmin
Dmax
m s
vA
4 Q
vmax
Dmin 24.007 m
4 Q
vmin
Dmax 30.992 m
pág. 8
Q vLP 4 mdonde el Del c. catalogo se selecciona Codigo 102028*08 interior estaconsumo dentro del En las acometidas el2caudal debe ser el de l os consumos dediametro cada máquina, el mayor 7.351 v LP 28 D D
Obsérvese que para nuestro caso el mayor consumo es el de la maquina 5 l Q5 65.09 min
3
3 m
Q5 1.085 10
Con los criterios hallamos los diámetros tanto máximos como mínimos (ecuacion de continuidad) m m vmax. 20 vmin. 15 s s
Dmin. Dmax.
4 Q5 4 Q5
vmax. v
Dmin. 8.31 m D 9.596
s
pág. 9
de catalogo: 9.25m Dcat.
Recalculo de la velocidad
vacometida 4
Q5 2
Dcat.
m vacometida 16.143 s
pág. 10
Ref. Diego Ortiz, Diseño de red con aire comprimido
Lred.principal 150 n
Ltotal
Lred.principal
Lequivalente
i 1
Ltotal.red.principal Lred.principal 8m 22.5m 0.8 181.3 L
pág. 11
Lred.secundaria 2.5m
n
Ltotal
Lred.secundaria
Lequivalente
i 1
Ltotal.red.secundaria Lred.secundaria 3.5m 2 Ltotal.red.secundaria 8 m
CRITERIOS PARA EL USO DE MONOGRAMAS La caída de presion admisible en cualquier tramo debe ser menor que e l 2% de la presion de red máximo 7.15 bar pred
p adm 1%p red
la longitud de toda la red será:
p adm 0.072 bar
181.3 Lred
USO DE MONOGRAMA Se debe usar monogramas de la siguiente forma: a. Se entra al monograma con la presion absoluta en l a red b. Se traza el caudal c. en la interseccion de estos dos valores se traza una paralela a las diagonales hasta llegar al eje tomado del diametro d. En este punto se traza la vertical y se lee la perdida
pág. 12
pág. 13
CAIDA EN LA RED PRINCIPAL Q 4.526
l s
Del monograma: Con
7.15 bar p
Presion de red
Ltotal 181
Hasta la maquina más alejada
Dcat 28 m Q 4.526
Se tiene:
P p 0.006 bar
l s
CAIDA EN LA RED SECUNDARIA p 7.15 bar Ltotal. 8
Se tiene:
D. 9m
P s. 0.024 bar
l Q5 1.085 s
P TOTAL P p P s.
Para seleccionar el compresor se debe hallar el consumo de aire libre que este necesita y se consideran los factores de trabajo el caudal de aire libre necesario en el compresor sigue el siguiente modelo: pág. 14 n
Qesp.i Cui el el coeficiente de simultaneidad ya que es difícil obtener Qcomp
C
Cs Cmf CmA Cc Caltutra
i 1
este valor
P TOTAL 0.03 bar
UNIDADES CONSUMIDORAS
Cs
1 2 3 4 5 6 7 8
1 0,94 0,89 0,86 0,83 0,8 0,77 0,75
UNIDADES CONSUMIDORAS
Cs
9 10 11 12 13 14 15 100
0,73 0,71 0,69 0,68 0,67 0,66 0,65 0,2
Cmf
Coeficiente de consideración de fugas 5% más al valor no minal
Cm
Coeficiente de consideración de futuras ampliaciones 30% mas al valor nominal
Cc
Ciclo de funcionamiento tiempo entre arranques (valor normado 2)
Caltura
Coeficiente para perdidas en efecto altura
pág. 15
Se puede interpolar a la tabla Q
Cu Q
l tiempo_uso_maq h es (m) coeficiente de utilizacion el porcentaje de uso de la maquina en cuestion a tiempos Caltura QEl comp 271.582 Cui
El caudal real del compresor sera: Cs 0.65
por número de maquinas
Cmf 1.05
por fugas
Cma 1.3
futuras ampliaciones
Cc
Ciclo de funcionamiento
1.37 Caltura
Tiempo entre arranques
a nivel del ORURO
Qreal Cs Cmf Cma Cc Caltura Qcom
3
Qreal 39.614
m
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Para dimensionar el tanque se sigue la formula empírica V.
RTTQ
Pi Pf
Qcomp 0.0248
Donde : Vdep
Capacidad del depósito en [m3]
Qcomp
Caudal de aire libre proporcionado por el compresor [m3/h]
patm
Presión atmosférica [bar]
Tiempo de resistencia 15min
3
m
0.65 patm
Qcomp 16.295 hr
15min 3
Pf
765Kp
V.
Pi
RTTQ
Pi Pf
650Kp
Qcomp 0.0248
TTQ 293K
R 0.008314
Kpa m
mol K
3
VDEPOSITO 3.47954m
3
VDEPOSITO 3. 48 10 l
pág. 18
pág. 19
pág. 20
