Por lo tanto, ¿desea saber el tamaño de tubería correcto para su instalación de aire comprimido?
Es fácil, te explicaré cómo.
Todavía veo demasiados lugares donde el tamaño de la tubería del sistema de aire comprimido es demasiado pequeño. Es porque la fábrica o el taller ha crecido con el tiempo, y el viejo sistema se ha vuelto demasiado pequeño (bastante comprensible), o simplemente instalaron una tubería demasiado pequeña para comenzar.
¿Cuál es el problema con un tubo de aire comprimido demasiado pequeño?
¡Caída de presión!
Si se necesita demasiado aire para pasar una tubería demasiado pequeña, tendrá problemas para pasar a través de esta tubería. El resultado es una caída de presión entre el principio y el final de la tubería.
Ahora, ¿cuál es el problema con la caída de presión que preguntas?
Dinero!
Si la caída de presión se vuelve demasiado alta, deberá configurar su compresor en un punto de ajuste más alto. Cuanto mayor sea el punto de ajuste de su compresor, más energía (y dinero) usará.
¡Por lo tanto, la caída de presión debe ser máxima de 0,1! Esto significa que la presión en el punto de uso debe ser un máximo de 0,1 bar inferior a la presión en la salida del compresor. Por ejemplo 6.9 bar en el punto de uso y 7 bar en el compresor.
¿Qué influye en la caída de presión?
En resumen, cada obstrucción crea una caída de presión. Las tuberías en sí, por supuesto, pero también las curvas en la tubería, los acoplamientos, las mangueras flexibles, el acoplamiento de conexión rápida, crean caídas de presión.
Y, cuanto más larga sea la tubería, mayor será la caída de presión.
La cantidad de aire que pasa a través de la tubería también es un factor. Cuanto más aire necesite pasar a través de una tubería a la vez, mayor será la caída de presión. Esto también significa que cuando no se usa aire en absoluto (por la noche, los fines de semana), no hay caída de presión. Es por eso que siempre necesita medir la caída de presión con un consumo de aire completo (todas las máquinas/herramientas neumáticas en funcionamiento, en el peor de los casos).
En resumen, la información que necesitamos para calcular la caída de presión es:
- Diámetro de la tubería
- Longitud de la tubería
- Número de curvas, acoplamientos, etc
- Flujo de aire a través de la tubería
Flujo de aire
Para comenzar, debe conocer el flujo de aire a través de su sistema. La forma más fácil de averiguar el flujo de aire (máximo) es también mirar las especificaciones de su compresor (busque en el manual o busque en línea).
Siempre habrá una línea que le indique la potencia máxima de la máquina en litros / segundo, m3 por minuto u hora, o pies cúbicos por minuto (cfpm).
Esta es la cantidad máxima de aire que el compresor puede bombear, a la presión nominal.
Pero tenga cuidado, hay una cosa importante a tener en cuenta
l / s vs. Nl / s (o cfpm vs Scfpm).
El flujo de aire que se indica en las especificaciones del compresor, es la mayor parte del tiempo Nl/s (o S cfpm), lo que significa «litros normales por segundo» (o pies cúbicos estándar por minuto). Significa que los valores se dan en condiciones estándar o de referencia, que son 1 bar, 20 grados centígrados y 0% de humedad relativa.
A menudo, el flujo se indica como FAD, lo que significa «Entrega de aire libre», lo que significa lo mismo: calculado de nuevo a las condiciones de referencia (aire más o menos atmosférico, como respiramos tú y yo).
De hecho, el FAD (litros normales por segundo, o Scfpm), es en realidad la cantidad de aire que es aspirado por el compresor por minuto.
Se comprime y luego se transporta a través del sistema de tuberías. Por lo tanto, a una presión de 7 bares, los litros por minuto (sin el «normal») son aproximadamente 8 (7 bares relativos es 8 bares absolutos) veces más pequeños en comparación con los litros por segundo normales.
Esta diferencia a menudo se pasa por alto; la mayoría de la gente no lo sabe y usa la terminología incorrecta (¡incluso en especificaciones de compresores a veces!).
Tabla de tamaño de tubería de aire comprimido
Ahora, en lugar de darle fórmulas complicadas para calcular la caída de presión, aquí hay una tabla simple que responderá todas sus preguntas de tamaño de tubería.
Busque el caudal máximo de sus compresores en la columna izquierda. Ahora, mida o calcule la longitud total de sus tuberías de aire comprimido y búsquela en la fila superior.
Ahora puede leer el tamaño de tubería correcto (en mm de diámetro) en la tabla.
Esta tabla es para 7 bares y una caída de presión máxima de 0,3 bares.
El valor dado es para un tubo recto sin curvas, acoplamientos u otras restricciones. Cómo calcular la influencia de estos se puede encontrar en el siguiente párrafo.
| N m3/h | S cfpm | 50m | 100m | 150m | 300m | 500m | 750m | 1000m | 2000m |
| 164ft | 328ft | 492ft | 984ft | 1640ft | 2460ft | 3280ft | 6561ft | ||
| 10 | 6 | 15 | 15 | 15 | 20 | 20 | 25 | 25 | 25 |
| 30 | 18 | 15 | 15 | 15 | 25 | 25 | 25 | 25 | 40 |
| 50 | 29 | 15 | 25 | 25 | 25 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 70 | 41 | 25 | 25 | 25 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 100 | 59 | 25 | 25 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 63 |
| 150 | 88 | 25 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 63 |
| 250 | 147 | 40 | 40 | 40 | 40 | 63 | 63 | 63 | 63 |
| 350 | 206 | 40 | 40 | 40 | 63 | 63 | 63 | 63 | 80 |
| 500 | 294 | 40 | 40 | 63 | 63 | 63 | 63 | 63 | 80 |
| 750 | 441 | 40 | 63 | 63 | 63 | 63 | 80 | 80 | 100 |
| 1000 | 589 | 63 | 63 | 63 | 63 | 63 | 80 | 80 | 100 |
| 1250 | 736 | 63 | 63 | 63 | 63 | 63 | 100 | 100 | 100 |
| 1500 | 883 | 63 | 63 | 63 | 80 | 80 | 100 | 100 | 125 |
| 1750 | 1030 | 63 | 63 | 80 | 80 | 80 | 100 | 100 | 125 |
| 2000 | 1177 | 63 | 80 | 80 | 80 | 100 | 100 | 100 | 125 |
| 2500 | 1471 | 63 | 80 | 80 | 80 | 100 | 125 | 125 | 125 |
| 3000 | 1766 | 80 | 80 | 76 | 100 | 100 | 125 | 125 | 150 |
| 3500 | 2060 | 80 | 80 | 100 | 100 | 125 | 125 | 125 | 150 |
| 4000 | 2354 | 80 | 100 | 100 | 100 | 125 | 125 | 125 | 150 |
| 4500 | 2649 | 80 | 100 | 100 | 125 | 125 | 125 | 150 | 150 |
| 5000 | 2943 | 80 | 100 | 100 | 125 | 125 | 150 | 150 | 150 |
Tabla 1: Mesa de dimensionamiento de tubos de aire comprimido (en milímetros).
Influencia de curvas, acoplamientos y otras cosas a la caída de presión
Como se dijo antes, las curvas, acoplamientos y otros tipos de restricciones aumentarán la caída de presión.
Una tubería con una curva tendrá una mayor caída de presión en comparación con una tubería sin curva. Una tubería con una curva y un acoplamiento tendrá una caída de presión aún mayor.
Ahora, podría darte todo tipo de fórmulas difíciles, pero conozco una manera más fácil.
A continuación se muestra una tabla para buscar lo que se denomina «longitud de tubería equivalente» para una caída de presión generada. Es simplemente una forma de expresar la caída de presión para una cierta curva o acoplamiento que se creará, pero no en barras (o psi), sino en la longitud de tubería agregada «virtual».
Simplemente agregue metros «virtuales» adicionales de tubería a su cálculo de caída de presión (tabla 1 anterior) para cada curva o válvula en su sistema.
Tabla de longitud de tubería equivalente
A continuación (tabla 2) se muestra la tabla de longitud de tubería equivalente. El valor depende del diámetro de la tubería. Una válvula en un tubo de diámetro pequeño tendrá una influencia diferente en comparación con una válvula en un tubo de diámetro grande.
Para averiguar la longitud de tubería equivalente para la válvula o curva de su sistema, simplemente mire debajo del diámetro de tubería de su sistema de aire comprimido para encontrar la longitud de tubería equivalente de la válvula o curva.
Cuadro 2. Tabla de longitud de tubería equivalente (valores en metros).
Por ejemplo, una curva de rodilla en una tubería de 25 mm tiene una longitud de tubería equivalente de 1,5 metros. Esto significa que esta flexión de rodilla creará la misma caída de presión que 1,5 metros de tubería recta.
Ejemplo de cálculo del diámetro de tubería requerido.
Este es un ejemplo de cálculo utilizando la tabla de dimensionamiento de tuberías de aire comprimido (tabla 1) y la tabla de longitud de tubería equivalente (tabla 2).
Digamos que tenemos un compresor de tornillo rotativo de 30 kW que puede suministrar 250 Nm3 / hora (metros cúbicos normales por hora). 250 Nm3 / hora es lo mismo que 4200 Nl / min (litro normal por minuto) o 150 scfpm (pies cúbicos estándar por minuto).
Creemos que un tubo de 40 mm de diámetro debería estar bien, queremos estar seguros utilizando las tablas anteriores.
Digamos que tenemos 20 metros de tubería de, con una curva de 90 grados (R = 2d, lo que significa que el radio de la curva es 2 veces el diámetro de la tubería) y una válvula de retención, y luego nuevamente 4 metros de tubería.
La longitud de tubería equivalente para este tipo de curva es de 0,25 metros. La longitud de tubería equivalente para una válvula de retención es de 10 metros.
Nuestros medidores totales ahora se convierten en: 20 + 0.25 +10 + 4 =34.25 metros.
Ahora podemos buscar el diámetro de tubería requerido en la tabla 1 (arriba), con una longitud de tubería de 34,25 metros. En la tabla 1, 34.25 metros (que no está en la lista, pero tomaremos el siguiente valor)y 250 Nm3 / hora, obtenemos un diámetro de tubería de 40 mm.
Por supuesto, una curva o acoplamiento no cambia mucho la caída de presión. Pero con un sistema grande con muchas curvas, válvulas y acoplamientos, la caída de presión se suma rápidamente.
Para un sistema nuevo, si no está seguro de cuántas curvas, acoplamientos y otras cosas se instalarán en el sistema, multiplique los medidores estimados por 1,7 para el cálculo de la caída de presión. Esta es una regla básica.