Caudal de aire y consumo

Caudal de aire y consumo

Existen dos formas para expresar el consumo de aire de un cilindro o un sistema neumático. Uno es el consumo medio por ahora: esta cifra se utiliza para calcular el costo de la energía como parte del costo total del producto.

El segundo aspecto es el consumo máximo de un cilindro, que se usa para calcular el tamaño correcto de la válvula o, en caso de un sistema neumático, para calcular correctamente el tamaño de la unidad filtro-regulador-lubricador.

El consumo, en el caso del cilindro, se define como:

Consumo = superficie del embolo x longitud de la carrera x N° de carrera por minuto x presión absoluta.

Cuando el embolo se encuentra en uno de los puntos finales, el volumen de es cero. Cuando el cilindro realiza una carrera, ingresa en el una cantidad de aire capaz de llenar una cámara hasta alcanzar la presión relativa de trabajo con lo cual, a necesitaremos el volumen de la cámara multiplicado por el valor de la presión absoluta.

Según esto, el consumo de aire de un cilindro, en una sola carrera es:

Siendo:

• Q = Consumo de aire del cilindro.
• D = Diámetro del cilindro en cm.
• L = Longitud de la carrera en cm.
• P_abs= Presión absoluta en bar.

El resultado se nos dará en cm³/carrera.

El consumo para un ciclo será el doble (carrera de ida y carrera de vuelta) ya que para niveles prácticos resulta despreciable el volumen del vástago de la carrera de retroceso y, en todo caso, dicho volumen compensará el de la tubería del circuito de alimentación al cilindro.

Para que el resultado se expresado en Nl/carrera, tendremos que dividir el valor obtenido por 1000.

Deberemos tener en cuenta que:

• La energía neumática no suceder pérdidas.

Para seleccionar el tamaño de la válvula de un cilindro, es necesario a otra cifra: el caudal máximo o el caudal de pico. Este caudal se determinará por la velocidad máxima del cilindro.

 

En donde: 

• Qn = Caudal máximo.
• D = Diámetro del cilindro en mm.
• V = Velocidad en mm/s
• P = Presión de trabajo en bar. 

En esta expresión, para no dejar de lado las pérdidas de energía debida a fenómeno térmicos, se ha tenido presente lo referente a los cambios adiabáticos, es decir de, procesos sin intercambio de calor, procesos que tienen definidos por la fórmula P.V^K = Cte., donde K = 1,41 en el caso del aire. La tabla muestra las cifras reales que se obtienen para el consumo de cilindros de doble efecto. 

Ejemplo de cálculo: 
En un cilindro de 63 mm de diámetro, 500 mm de carrera, trabajando a 6 bar. ¿cuál será consumo real de aire a 15 ciclos por minuto?