Neumática 1, Elementos Básicos de sistemas neumáticos PDF

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Aquí encontraras Temas de la primera unidad de esta unidad de aprendizaje...

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Miguel Angel Mena Ortega 2019680102

 Elementos Básicos de un Sistema Neumático Los elementos básicos de un sistema neumático se dividen en dos ramas las cuales son Sistema de Producción de Aire y Sistema de Consumo de Aire, los cuales como su propio nombre los describe uno se requiere para comprimir el Aire, Limpiarlo, Purgarlo, Lubricarlo, Medirlo, Depositarlo, Regularlo, etc. para que esté listo y en óptimas condiciones para que el sistema de consumo de aire haga uso de él. Algunos de los elementos que están en estas ramas son:

Sistema de Producción de Aire:  Compresor El aire tomado a presión atmosférica se comprime y entrega a presión más elevada al sistema neumático. Se transforma así la energía mecánica en energía neumática  Motor eléctrico Suministra la energía mecánica al compresor, transforma la energía eléctrica en energía mecánica.  Presostato Controla el motor eléctrico detectando la presión en el depósito. Se regula a la presión máxima a la que desconecta el motor y a la presión mínima a la que vuelve a arrancar el motor.  Válvula anti-retorno Deja el aire comprimido del compresor al depósito e impide su retorno cuando el compresor está parado.  Depósito Almacena el aire comprimido. Su tamaño está definido por la capacidad del compresor. Cuanto más grande sea su volumen, más largos son los intervalos entre los funcionamientos del compresor.  Manómetro Indica la presión del depósito.  Purga automática Purga toda el agua que se condensa en el depósito sin necesidad de supervisión.  Válvula de seguridad Expulsa el aire comprimido si la presión en el depósito sube encima de la presión permitida.  Secador de aire refrigerado Enfría el aire comprimido hasta pocos grados por encima del punto de congelación y condensa la mayor parte de la humedad del aire, lo que evita tener agua en el resto del sistema.  Filtro de línea Al encontrarse en la tubería principal, este filtro debe tener una caída de presión mínima y la capacidad de eliminar el aceite lubricante en suspensión, sirve para mantener la línea libre de polvo, agua y aceite.

Sistema de Consumo / Utilización de Aire:  Purga del aire Para el consumo, el aire es tomado de la parte superior de la tubería para permitir que la condensación ocasional permanezca en la tubería principal; cuando alcanza

un punto bajo, una salida de agua desde la parte inferior de la tubería irá a una purga automática eliminando así el condensado.  Purga automática Cada tubo descendiente debe de tener una purga en su extremo inferior. El método más eficaz es una purga automática pie impide que el agua se quede en el tubo en el caso en que se descuide la purga manual.  Unidad de acondicionamiento del aire Acondiciona el aire comprimido para suministrar aire limpio a una presión óptima y ocasionalmente añade lubricante para alargar la duración de los componentes del sistema neumático que necesitan lubricación.  Válvula direccional Proporciona presión y pone a escape alternativamente las dos conexiones del cilindro para controlar la dirección del movimiento.  Actuador Transforma la energía potencial del aire comprimido en trabajo mecánico. En la figura se ilustra un cilindro lineal. pero puede ser también un actuador de giro o una herramienta neumática, etc.  Controladores de velocidad Permiten una regulación fácil y continua de la velocidad de movimiento del actuador.

 Simbología de un sistema Neumático Para desarrollar sistemas neumáticos es necesario recurrir a símbolos uniformes que representen elementos y esquemas de distribución. Los símbolos deben informar sobre las siguientes propiedades. • Tipo de accionamiento. • Cantidad de conexiones y denominación de dichas conexiones. • Cantidad de posiciones. • Funcionamiento. • Representación simplificada del flujo. Los símbolos aplicados en la neumática corresponden a la norma industrial DIN ISO 1219 “símbolos de sistemas y equipos de la técnica de fluido

 Principio de Pascal Principio de Pascal En física, el principio o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que podemos resumir así: La presión ejercida en un fluido incompresible y contenido en un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad por todos los puntos del fluido.

Explicación del principio de Pascal El siguiente experimento es bastante simple: se llena un tubo en U con agua y se le colocan tapones en cada extremo que puedan deslizarse suave y fácilmente, a modo de pistones. Se hace presión contra el pistón izquierdo hundiéndolo un poco y se observa que el de la derecha sube, empujado por el fluido. Esto sucede porque la presión se transmite sin disminución alguna a todo punto del fluido, incluyendo los que están en contacto con el pistón de la derecha. Líquidos como agua o aceite son incompresibles, pero a la vez las moléculas tienen suficiente libertad de movimiento, lo cual hace posible que la presión se distribuya sobre el pistón derecho. Gracias a ello, el pistón derecho recibe una fuerza que es exactamente igual en magnitud y dirección a la que se aplicó a la izquierda, pero de sentido opuesto. La presión en un fluido estático es independiente de la forma del recipiente. Se demostrará enseguida que la presión varía linealmente con la profundidad y el principio de Pascal es consecuencia de ello. Una alteración de la presión en cualquier punto, hace que la presión en otro punto se altere en la misma cantidad. De lo contrario existiría una presión extra que haría fluir el líquido.

La relación entre la presión y la profundidad Un fluido en reposo ejerce una fuerza sobre las paredes del recipiente que lo contiene e igualmente sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. En el experimento de la jeringa de Pascal se ve que los chorritos de agua salen perpendicularmente a la esfera. Los fluidos reparten la fuerza perpendicularmente en la superficie sobre la que actúa, por eso es conveniente introducir el concepto de presión media Pm como la fuerza perpendicular ejercida F⊥ por área A, cuya unidad SI es el pascal: Pm = F⊥ / A La presión aumenta con la profundidad. Se puede ver aislando una pequeña porción de fluido en equilibrio estático y aplicando la segunda ley de Newton:

Diagrama de cuerpo libre de una pequeña porción de fluido en equilibrio estático con forma de cubo. Las fuerzas horizontales se cancelan por pares, pero en la dirección vertical las fuerzas se agrupan así:

∑Fy = F2 – F1 – mg = 0 → F2 – F1 = mg Expresando la masa en términos de la densidad ρ= masa /volumen:

P2.A- P1.A = ρ x volumen x g El volumen de la porción de fluido es el producto A x h:

A.(P2 – P1) = ρ x A x h x g

ΔP = ρ.g.h Teorema fundamental de la hidrostática

 Conclusiones Cualquier sistema neumático necesita dos tipos de componentes, de producción y de consumo de aire, además para poder representar de una forma fácil y clara los sistemas hidráulicos y neumáticos se utilizan Normativas ISO generando símbolos estándar para ello. En 1653 el físico francés Blas Pascal realizó estudios sobre el comportamiento de los líquidos encerrados y sometidos a presiones. De sus experimentos concluyó el Principio que lleva su nombre: “Una presión externa aplicada a un líquido encerrado, se transmite uniformemente en todas direcciones y por todo el volumen del líquido”.

 Referencias  

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Educaplus, 2018, Fisica 2, Principio de Pascal, https://www.educaplus.org/game/principio-de-pascal. Atlantic International University, 2019, Sistemas Hidráulicos y Neumáticos, Lección 2: Sistemas Neumáticos. http://cursos.aiu.edu/Sistemas%20Hidraulicas%20y%20Neumaticos/PDF/Tema %202.pdf. Bauer, W. 2011. Física para Ingeniería y Ciencias. Volumen 1. Mc Graw Hill. 417-450. College Physics. Pascal’s principie. Recobrado de: opentextbc.ca. Figueroa, D. (2005). Serie: Física para Ciencias e Ingeniería. Volumen 4. Fluidos y Termodinámica. Editado por Douglas Figueroa (USB). 4 – 12....