Cálculo del consumo de gas de equipos no estándar

I. Elementos clave para el cálculo del consumo de gas de los equipos no estándar

En la fase de diseño y puesta en marcha de los equipos de automatización no estándar, la planificación del sistema de aire comprimido influye directamente en la estabilidad operativa del equipo y en sus costos energéticos. Una planificación precisa…Cálculo del consumo de gasEs realizarSelección de compresores de aireLa premisa. Los sistemas neumáticos de equipos no estándar suelen incluir múltiples elementos actuadores, cuyas características de consumo de aire están influenciadas por diversos factores, como la frecuencia de operación, la magnitud de la carga y la lógica de control; por ello, es necesario establecer modelos de cálculo científicos.

II. Cálculo del consumo de aire de los elementos actuadores neumáticos

Los cilindros y otros componentes de accionamiento neumático constituyen la principal fuente de consumo de aire comprimido del equipo. Para calcular el consumo de aire de un cilindro individual, es necesario tener en cuenta de manera integral sus dimensiones geométricas y la presión de trabajo.

• Consumo de aire por acción única: Es igual al área de la sección transversal útil del cilindro, multiplicada por la carrera, y luego por la presión absoluta de trabajo. Cabe señalar que, en el cálculo, debe emplearse la presión absoluta y no la presión manométrica.
• Consumo de gas por minuto: Multiplique el consumo de aire por ciclo por el número de ciclos de vaivén por minuto del cilindro. Si el cilindro está equipado con amortiguación o con una estructura especial de regulación del caudal, el consumo real de aire podría variar; en ese caso, es necesario corregirlo a partir de los datos obtenidos en pruebas reales.

Para los motores neumáticos o los dispositivos de soplado neumático, es necesario consultar directamente su parámetro de caudal nominal y realizar la correspondiente conversión teniendo en cuenta la duración real de uso.

III. Consumo total de gas del sistema y coeficiente de simultaneidad

En los equipos no estándar, los distintos cilindros normalmente no se encuentran todos en funcionamiento al mismo tiempo. Si se suman directamente los consumos máximos de aire de todos los cilindros, el resultado del cálculo resultaría excesivamente elevado, lo que conlleva un desperdicio en la inversión inicial y en los costos de operación del equipo.

Por lo tanto, es necesario introducirCoeficiente de uso simultáneo(O también denominado coeficiente de carga). Este coeficiente refleja la proporción de los elementos neumáticos que actúan simultáneamente respecto al total, en condiciones de funcionamiento extremas. Los diseñadores deben evaluar este coeficiente de manera adecuada a partir del diagrama de secuencia de operaciones del equipo; por lo general, se sitúa entre 0,3 y 0,8, dependiendo en particular de la complejidad del proceso y del grado de paralelismo de las acciones.

IV. Pérdidas en las tuberías y margen de fugas

El aire comprimido experimenta una cierta pérdida de presión al atravesar tuberías, conexiones, válvulas y grupos de tratamiento de aire. Además, a medida que el equipo envejece, el deterioro de los elementos de estanqueidad puede provocar pequeñas fugas en las tuberías.

Para garantizar que el equipo disponga de un suministro de aire suficiente a lo largo de todo su ciclo de vida, tras calcular el consumo total teórico de aire, es necesario añadir un margen de seguridad. Por lo general, se recomienda incrementar entre un 10 % y un 20 % el valor obtenido en el cálculo teórico, con el fin de compensar las pérdidas en la red de tuberías y posibles fugas.

V. Selección de compresores de aire basada en el cálculo del caudal de aire

CompletarEquipo no estándarUna vez calculado el consumo total de gas, se puede proceder a…Selección de compresores de aireEtapa. El caudal de descarga nominal del compresor de aire debe ser igual o superior al consumo máximo calculado del equipo, teniendo en cuenta también el consumo de las demás fuentes de suministro de aire comunes en el taller.

• Emparejamiento de presiónLa presión de descarga del compresor de aire debe cumplir con la suma de la presión de trabajo máxima del equipo y la pérdida de carga de la red de tuberías.
• Configuración del tanque de gasLa configuración adecuada de los tanques de almacenamiento de gas permite suavizar los picos de consumo, reducir el encendido y apagado frecuente del compresor o las operaciones de carga y descarga, lo que contribuye a estabilizar la presión en la red de tuberías y a disminuir el consumo energético.

Científico/aCálculo de la capacidad de aireUna configuración adecuada del sistema constituye la garantía clave para lograr un funcionamiento eficiente, energéticamente económico y estable de los equipos no estándar.