Cálculo y Diseño de Instalaciones de Aire comprimido PDF

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Apuntes y directrices generales para la determinación (cálculo, diseño y optimización) de los elementos que intervienen en una instalación de aire comprimido....

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ACwin Aire comprimido

Manual de Usuario

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Manual de Usuario

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ÍNDICE

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ÍNDICE .................................................................................................................................................................. 2

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INSTALACIÓN Y LLAMADA AL PROGRAMA ............................................................................................ 3

2.1. 2.2. 2.3.

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INSTALACIÓN ...................................................................................................................................................... 3 LLAMADA AL PROGRAMA ................................................................................................................................... 3 DESINSTALACIÓN ................................................................................................................................................ 4 CONSIDERACIONES GENERALES ................................................................................................................ 5

3.1. AYUDA DE LA INTERFAZ GRÁFICA ....................................................................................................................... 5 3.2. INSTALACIONES Y DISTRIBUCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO ..................................................................................... 5 3.3. EJEMPLOS ........................................................................................................................................................... 5 3.3.1. Manual .......................................................................................................................................................... 5

4 4.1.

5 5.1. 5.2. 5.3.

6 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5.

7 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6.

8 8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 8.6. 8.7.

PROYECTO DE EJEMPLO ............................................................................................................................... 7 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROBLEMA.............................................................................................................. 7 COMENZAR UN PROYECTO NUEVO ........................................................................................................... 8 ASISTENTE PARA LA ENTRADA AUTOMÁTICA DE DATOS ..................................................................................... 8 CALIBRAR EL PLANO ......................................................................................................................................... 10 GESTIÓN DE CAPAS DEL DIBUJO ........................................................................................................................ 10 DIBUJANDO LA INSTALACION ................................................................................................................... 12 DEFINIENDO EL ENTRAMADO DE GUÍA .............................................................................................................. 12 DIBUJANDO LOS SÍMBOLOS DE INICIO DE INSTALACIÓN .................................................................................... 12 DIBUJANDO LAS TUBERÍAS DE INICIO DE INSTALACIÓN ..................................................................................... 14 UBICANDO LAS MANGUERAS Y RECEPTORES ..................................................................................................... 15 DIBUJANDO LAS TUBERÍAS DE LA INSTALACIÓN INTERIOR ................................................................................ 18 PROCESO DE CÁLCULO ................................................................................................................................ 19 CALCULO DEL EQUIPO COMPRESOR ................................................................................................................... 19 CÁLCULO DEL CALDERÍN .................................................................................................................................. 22 CÁLCULO DEL REFRIGERADOR .......................................................................................................................... 23 INCIDENCIAS EN EL CÁLCULO............................................................................................................................ 25 DETECCIÓN DE PROBLEMAS DE DISEÑO............................................................................................................. 27 VER LOS RESULTADOS DEL CÁLCULO................................................................................................................ 28 GENERACIÓN DE RESULTADOS................................................................................................................. 29 OBTENER LAS MEMORIAS DE RESULTADOS ....................................................................................................... 29 IMPRIMIR EL ÁREA DE DIBUJO ........................................................................................................................... 30 EXPORTAR PLANOS EN FORMATO DXF Ó WMF ................................................................................................ 31 GRÁFICAS DE PRESIÓN. ..................................................................................................................................... 31 ROTULACIÓN DINÁMICA. .................................................................................................................................. 32 ETIQUETAS INFORMATIVAS. .............................................................................................................................. 32 CUADROS DE DIÁLOGO CON RESULTADOS......................................................................................................... 33

ACwin: Aire comprimido

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INSTALACIÓN Y LLAMADA AL PROGRAMA 2.1.

Instalación

ACwin: Aire comprimido es una aplicación que utiliza la tecnología de 32 bits, por lo que para su funcionamiento es necesario un ordenador y un sistema operativo de 32 bits. Por lo tanto, este programa sólo podrá ser instalado y ejecutado en uno de los siguientes sistemas operativos: • • • • • •

Windows 95 Windows 98 Windows Millenium Windows 2000 Windows NT 4.0, ó superior Windows XP

Por el contrario, este programa no puede ser ejecutado en sistemas operativos de 16 bits, tales como Windows 3.1x y anteriores. Tampoco lo hará en Windows NT 3.51 y anteriores. Antes de comenzar con la instalación de esta aplicación, Ud. debe tener instalado el programa XXwin en su última versión. Para instalar ACwin: Aire comprimido en su sistema, debe seguir los siguientes pasos: 1. 2. 3.

4. 5. 6. 7.

Ejecute el programa setup.exe, bien seleccionándolo directamente desde el directorio raíz del CDROM o ejecutándolo desde la presentación pulsando el botón de “Licencias” Seleccione la fila donde aparece el nombre de la aplicación ACwin. Pulse el botón de Instalar. En este momento, el instalador comprobará que el programa Componentes Comunes está instalado en su sistema, y en caso afirmativo, mostrará el cuadro de diálogo Seleccione directorio. Este cuadro de diálogo nos servirá para indicar el directorio donde queremos instalar la aplicación. Por defecto, aparece C:\Archivos de programa\Procuno\ACwin. Si quiere instalarla en un directorio diferente, deberá teclearlo en la caja de edición, o buscarlo utilizando el botón Explorar. (Si realiza la instalación por segunda vez, sin haber desinstalado previamente el programa, el instalador no preguntará por el directorio, copiando los ficheros directamente al directorio indicado en la primera instalación). Haga clic en el botón Aceptar. En este momento, el instalador copiará todos los ficheros de la aplicación al directorio de destino de su disco duro. Una vez finalizada la copia, mostrará el cuadro de diálogo Grupo de programas. Seleccione el grupo de programas del menú de inicio donde será creado el icono de la aplicación. Por defecto aparece el grupo Procedimientos-Uno. Puede escribir uno nuevo, o seleccionar uno de los existentes. Haga clic en el botón Aceptar. El instalador creará ahora el icono del programa, hará las modificaciones oportunas en el registro, e instalará el desinstalador. Una vez hecho esto, mostrará el cuadro de diálogo Instalación completa. Haga clic en el botón Aceptar. La pantalla de presentación del instalador desaparece, restaurando el aspecto original de Windows. El programa ACwin: Aire comprimido ya está instalado en su sistema.

ACwin. Aire comprimido

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2.2.

Una vez instalado, al ejecutarlo la primera vez le pedirá un número de licencia, para conseguirlo siga las instrucciones que se detallan en pantalla.

Llamada al programa

Para iniciar ACwin: Aire comprimido, debe seguir los siguientes pasos: 1. Haga clic en el botón de inicio de la barra de tareas. Windows desplegará el menú de inicio. 2. Haga clic en la opción Programas, carpeta Procedimientos-Uno (o aquella donde se creó el icono del programa), y opción ACwin. Aire comprimido.

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AVISO: Este producto está protegido contra copia. PROCEDIMIENTOS-UNO S.L. no se hace responsable del deterioro ocasionado por intento de copia del mismo. RUEGO: Por favor lea el manual y use la ayuda del programa. Aunque el manejo del programa pretende ser fácil e intuitivo, la lectura del manual y de la ayuda le dará una visión más clara de lo que el programa es capaz de hacer, y cómo hacerlo. Haga todas las pruebas previas que considere necesarias para adiestrarse en su manejo.

2.3.

Desinstalación

Para desinstalar ACwin: Aire comprimido de su sistema, debe realizar los siguientes pasos: 1. Haga clic en el botón de inicio de la barra de tareas. Windows desplegará el menú de inicio. 2. Haga clic en la opción Configuración, carpeta Panel de Control. Windows mostrará la carpeta Panel de Control. 3. Haga un doble clic en el icono Agregar o quitar programas. Windows muestra el cuadro de diálogo Propiedades de Agregar o quitar programas. Busque y seleccione en la lista del cuadro de diálogo la referencia al programa Procedimientos ACwin: Aire comprimido. 4. Haga clic en el botón Agregar o quitar. Windows iniciará el desinstalador de la aplicación, que actuará de forma automática.

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CONSIDERACIONES GENERALES 3.1.

Ayuda de la interfaz gráfica

Este programa tiene una interfaz de usuario gráfica común a la mayoría de los programas Windows de Procedimientos-Uno, S.L. Para evitar repetir en cada manual la explicación de su uso, se ha dispuesto un apartado en la ayuda del programa que detalla todas las funciones de dibujo, selección, impresión, etc. Este manual explica paso a paso cómo realizar el cálculo de una instalación de aire comprimido en una nave industrial. Para cualquier duda sobre el funcionamiento de las opciones gráficas acuda a la ayuda en línea del programa.

3.2.

Instalaciones y distribución de aire comprimido

ACwin, además de facilitar el diseño de la instalación y distribución de aire comprimido, dimensiona todos sus tramos de tubería, calcula las pérdidas de carga en todos los elementos, contabiliza la presión disponible en cada punto, y en caso de necesitarlo, calcula el compresor o grupo de ellos además del calderín y refrigerador posterior de aire. ACwin calcula todo tipo de instalaciones de aire comprimido siempre que su diseño sea ramificado. Como contrapartida, no calcula instalaciones malladas. ACwin permite calcular instalaciones de aire comprimido para industrias hasta una cierta envergadura, talleres, etc., con la única condición de que dichas instalaciones sean ramificadas. Para ello, ACwin dispone de dos opciones de cálculo, una primera en la que a cada receptor de aire comprimido se le asigna un coeficiente de utilización de herramienta con el cual se obtendrá el caudal de aire necesario por ella. El otro método de cálculo, consiste en definir un único coeficiente para la instalación, de modo que cada herramienta y toma, emplearan este valor para determinar el caudal de aire necesario y a partir de él, al igual que en el caso anterior, determinar la capacidad mínima del compresor. Para la determinación del compresor y de los elementos necesarios que acompañan a este, necesitaremos indicar al programa si el compresor está formado por un solo elemento o bien por elementos separados. Si entendemos que la instalación será un diseño sencillo y poco complicado donde el compresor contiene todos los elementos necesarios, diremos que el compresor está compuesto por un solo elemento, ahora bien, si la instalación es algo más complicada y es necesario disponer de un calderín, refrigerador, … separados, le indicaremos al programa que el calderín esta compuesto por elementos separados, de modo que este nos permitirá determinar el calderín y el refrigerador necesario. ACwin realiza los cálculos partiendo del dibujo de la instalación. Este ha de hacerse mediante la inserción de los diferentes símbolos que identifican a los elementos singulares (receptores, tomas, depósitos, filtros, válvulas, etc.), y su unión por medio de líneas o polilíneas. La instalación se puede dibujar como esquema, o en planta. En este último caso, es posible importar un fichero en formato DXF con la planta del edificio, sobre el que podremos dibujar el circuito. Esta opción tiene la ventaja de que las longitudes serán tomadas a escala del dibujo. No obstante, habrá que introducir de forma manual la diferencia de cota existente en cada tramo, dato que es fundamental para el cálculo de las pérdidas de carga. Con los resultados del proceso de cálculo, ACwin genera una documentación extensa, y es capaz de imprimir los planos de planta, así como de exportarlos en formato DXF. También puede exportar las mediciones en el formato estándar FIEBDC-3. ITser, es un producto de Procedimientos Uno, S.L., el cual puede ser de una vital importancia para el proyectista, ya que esta aplicación, es un compendio de toda y la más reciente y actualizada normativa e información técnica.

3.3.

Ejemplos

ACwin se suministra con ejemplos, entre ellos se incluye el que se considera en este manual (“Ejemplo1.ac” y “Ejemplo1 (solucionado).ac.”)

3.3.1. Manual Este es el ejemplo que desarrollaremos en este manual, y corresponde al dibujo en planta de la instalación de una industria de montaje de electrodomésticos. Es importante el reseñar que no se ha tenido en cuenta la distribución de los

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bancos de trabajo, así como almacén, oficinas,… ya que se ha pretendido que toda la atención del usuario se centre en la instalación y distribución del aire comprimido.

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PROYECTO DE EJEMPLO

Este apartado sirve como guía paso a paso para la elaboración del proyecto de una instalación de suministro de aire comprimido. Se explica cómo hay que introducir los datos y qué opciones de menú hay que utilizar para ejecutar cada proceso. Sin embargo, no se detalla el significado y uso de todos los campos que aparecen en los cuadros de diálogo, ni su influencia en los cálculos, ya que en cada uno de ellos está disponible el botón Ayuda, en donde se ofrece una extensa explicación.

4.1.

Descripción general del problema

Nuestro ejemplo consiste en diseñar la instalación de aire comprimido para una industria de montaje de electrodomésticos, donde se emplea gran cantidad de herramientas neumáticas. Como se ha especificado anteriormente, no se ha tenido en cuenta detalles de distribución de la industria como pueden ser: almacén, cuarto de contadores, servicios, oficinas, … se ha pretendido centrar toda la atención en lo referente a la instalación de aire comprimido o mejor dicho como se emplean los recursos que presenta el programa. La nave donde se va a emplazar la industria presenta el siguiente plano de planta:

Ilustración 1: Esquema en planta de la nave a proyectar

En la instalación, se dispondrá de 24 puestos de trabajo, donde cada uno tendrá una toma de aire, a la cual se conectará un atornillador neumático de 8 mm. con un consumo de 350 l/min. para una presión útil de 6 bares y un coeficiente de utilización de la herramienta de un 25%, además se conectará una toma de aire para futuras ampliaciones en un ramal en el cual se prevé la conexión de otros 4 puestos, de modo que el consumo será de 4 x 350 l/min.

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COMENZAR UN PROYECTO NUEVO 5.1.

Asistente para la entrada automática de datos

La primera vez que iniciamos el programa nos aparece un cuadro de diálogo que nos permite iniciar el asistente. También podemos acceder a este cuadro de diálogo seleccionando la opción de menú Datos/Asistente. Haciendo clic en el botón “Si”, iniciamos el asistente. De esta forma van apareciendo automáticamente los cuadros de diálogo necesarios para introducir los datos generales: 1. Datos del expediente. Se puede seleccionar el expediente de un proyecto que se tenga almacenado o bien crear uno con datos nuevos. 2. Datos generales del proyecto. Nos permite introducir las características de la red de distribución, así como otros parámetros y opciones de cálculo. Para ello, dispone de los siguientes campos: •

• • •

• •

• • • • •

•

Temperatura del aire: Este cuadro de edición, no permite definir cual será la temperatura media del aire circulante por la tubería, a partir del refrigerador de la instalación si este existe. Esta temperatura estará indicada en °C (por defecto, el valor para este parámetro se considerará de 21°C). Presión máxima de trabajo: La presión máxima a la salida del compresor o mejor dicho la presión regulada a la salida del compresor. La presión estándar de una instalación neumática es de 7~9 bar. (Salvo consideraciones especiales). Fluctuación de presión (%): Porcentaje de fluctuación que tendremos en la salida del compresor, que nos permitirá determinar las presiones máximas y mínimas alcanzables. Perdida de presión máxima permitida (%): El porcentaje de pérdida de presión que se considera aceptable para un tramo de tubería. Entendemos a este tramo como el conjunto de perdidas de carga producida en todos los trayectos de tubería y demás accesorios que comprende desde un receptor al compresor. Si la suma de las perdidas de carga producidas en estos elementos supera el 2% de la presión de la instalación, se avisará al usuario que se ha sobrepasado este valor. Presión mínima en tomas (bar): El valor mínimo que puede alcanzar la presión del aire a la entrada de una toma. Velocidad máxima del aire (m/s) en tuberías de distribución principal largas (mayores de 100m) : El máximo valor que puede alcanzar el aire en una tubería de distribución principal con una longitud mayor de 100 metros de trayecto. Velocidad máxima del aire en tuberías de distribución principal cortas (m/s): El máximo valor que puede alcanzar el aire en una tubería de distribución principal con una longitud menor de 100 metros de trayecto. Velocidad máxima del aire en tuberías de distribución a toma (m/s): El máximo valor que puede alcanzar el aire en una tubería de distribución a tomas. Diámetro mínimo para tuberías (mm); El valor mínimo que ha de tener cualquier tramo de tubería. Número de decimales a mostrar: El numero de decimales con el que se mostrará cualquier numero natural con el cual podremos representar una presión, velocidad, etc. Estructura del compresor: En estos botones de selección se indicará que el compresor está formado por un solo elemento (normalmente utilizado en instalaciones pequeñas, donde no es necesario el cálculo del calderín porque ya forma parte del compresor, ni otros elementos de la instalación como...