manual del aire comprimido atlas copco - contenido_comprimido

5/24/2018 Manual Del Aire Comprimido Atlas Copco - Contenido_comprimido

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Teora Compresoresy Equipos

Diseoy

ServicioEconoma Clculo

Atlas Copco anuncia el lanzamiento de su nuevaedicin Manual del Aire Comprimido, un libro

de referencia concebido para ayudar a los usuarios

de aire comprimido a optimizar su sistema.

Publicado originalmente en la dcada de los 70 y

ahora en su sptima edicin, el Manual del Aire

Comprimido 2011 incluye actualizaciones y nuevos

contenidos que reflejan los ltimos avances y

tendencias en este sector.Es importante destacar que el Manual del Aire

Comprimido (desarrollado durante aos por los

mejores especialistas en la materia e ingenieros de

Atlas Copco) es un documento de referencia impres-cindible para cualquier empresa, centro de formacin

o cualquier persona interesada en la materia, que

utilice aire comprimido en sus procesos.

En Atlas Copco, nuestra misin y compromiso es

seguir contribuyendo a una productividad responsable

y sostenible mediante una tecnologa ms segura,

ms limpia, ms eficiente energticamente y ms

rentable.

Atlas Copco lanza

la nueva edicindelManual delAire Comprimido

Compartimos nuestroconocimiento

Para obtener un ejemplar gratuitodel Manual del AireComprimido, haga click en el siguiente botn o solicteloa travs de nuestra web: www.atlascopco.es
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Fsica

Unidades fsicas

Termodinmica

Aire

Tipos de Compresores

Electricidad

Compartimos nuestroconocimiento

SOLICITE YA

SU COPIAGRATUITA

Diseoy

Servicio

Diseo de las instalaciones de compresores

Tratamiento del aire

Sistemas de refrigeracin

Recuperacin de energa

La sala de compresores

Distribucin del aire comprimido

Instalacin elctrica

Ruido

TeoraFsica

Unidades Fsicas

Termodinmica

Aire

Tipos de compresores

Electricidad

Principios fsicos y terminologasobre la compresin del aire

Compresoresy Equipos

Compresores de desplazamiento

Compresores dinmicos

Otros compresores

Tratamiento del aire comprimido

Sistema de control y regulacin

Compresores transportables

Distintas tecnologas decompresin y equipamientos

Economa CosteOportunidades de ahorro

Coste del ciclo de vida

Conozca el coste de produccin de aire

comprimido y oportunidades de ahorro

Clculo Ejemplo de diseo de instalaciones de aire comprimidoDatos de entrada

Seleccin de componentes

Trabajo de diseo adicionalCaso especial: gran altitud

Caso especial: produccin intermitente

Caso especial: recuperacin de energa del agua de refrigeracin

Caso especial: cada de presin en la tubera

Aprenda a calcular una redde aire comprimido

Para ms informacin:

[email protected]
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AtlasCopcoAirpowerNV,Belgiu

m,2011

Bienvenido!

Si est leyendo este manual, enhorabuena. Con ello, ya est demostrando su grado de profesionalidad.

Independientemente de su situacin, ya sea una persona de negocios, experto en fabricacin, cientco,

estudiante universitario o simplemente alguien que quiere aprender ms sobre el apasionante mundo del

aire comprimido, es un honor para nosotros volver a compartir esta informacin.

La edicin anterior, la sexta, vio la luz en 1998. La quinta edicin se public en 1976. Como puede ver,

llevamos dcadas con esta obra y todava seguimos mejorndola. Muchos ya deseaban, y nos haban

solicitado, esta sptima edicin del Manual del aire comprimido de Atlas Copco.

Este manual ha sido elaborado por algunos de los principales especialistas en tecnologa de aire com-

primido del mundo. La pasin por la excelencia es el motor que nos impulsa a seguir revolucionando

la gama completa de tecnologas de aire comprimido que se fabrican hoy en da. Nuestros ingenieros

se esfuerzan por compartir lo que han aprendido creemos que esta transparencia es extremadamente

importante para garantizar una mejora continua en la comunidad mundial del aire comprimido.

Como con cualquier tecnologa de vanguardia, siempre debern realizarse mejoras en las numerosas

industrias que utilizan aire comprimido. Nuestra misin reside en seguir ofreciendo una productividad

responsable por medio de una tecnologa de aire comprimido ms segura, ms limpia, ms rentable y

de mayor eciencia energtica.

Por tanto, agradecemos cualquier aportacin de todos los lectores que puedan tener sugerencias, pre-

guntas o respuestas sobre los desafos del futuro. Para todos los que se adentran por primera vez en esta

disciplina, disfruten de este libro de texto. Los que posean ms experiencia, por favor sigan usando el

manual como referencia. Esperamos que este manual aumente su inters y estimule su intelecto, ya que

nuestra labor conjunta contribuir a mejorar an ms el mundo del aire comprimido.

Stephan KuhnPresidente de Tcnicas en Energa Comprimida

Atlas Copco

Agradecemos sus comentarios

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AtlasCopcoAirpowerNV,

Belgium,

2011

1 Teora

01acisF1.1

1.1.1 La estructura de la materia 10

1.1.2 La molcula y los diferentes estados

de la materia 01

1.2 Unidades fsicas 11

11niserP1.2.1

11arutarepmeT2.2.1 1.2.3 Capacidad trmica 11

31ojabarT4.2.1

31aicnetoP5.2.1

1.2.6 Caudal volumtrico 13

1.3 Termodinmica 13

31soipicnirP1.3.1

1.3.2 Leyes de los gases 14

1.3.3 Transferencia de calor 14

1.3.4 Cambios de estado 16

1.3.4.1 Proceso isocrico 16

1.3.4.2 Proceso isobrico 16

1.3.4.3 Proceso isotrmico 17

1.3.4.4 Proceso isentrpico 17

1.3.4.5 Proceso politrpico 17

1.3.5 Flujo de gas a travs de una tobera 18

1.3.6 Flujo a travs de las tuberas 18

1.3.7 Estrangulacin 18

91eriA4.1

1.4.1 El aire en general 19

91odemheriA2.4.1

1.5 Tipos de compresores 20 1.5.1 Dos principios bsicos 20

1.5.2 Compresores de

desplazamiento positivo 20

1.5.3 Diagrama de compresores

de desplazamiento 20

1.5.4 Compresores dinmicos 22

1.5.5 Compresin en varias etapas 23

1.5.6 Comparacin: turbocompresor y

desplazamiento positivo 23

42dadicirtcelE6.1

1.6.1 Terminologa bsica y deniciones 24

1.6.2 Ley de Ohm para corriente alterna 24

1.6.3 Sistema trifsico 25

52aicnetoP4.6.1

1.6.5 El motor elctrico 27

1.6.5.1 Velocidad de rotacin 27

1.6.5.2 E 72aicneic

1.6.5.3 Clase de aislamiento 27

1.6.5.4 Clases de proteccin 27

1.6.5.5 Mtodos de refrigeracin 27

1.6.5.6 Mtodo de instalacin 28

1.6.5.7 Conexiones en estrella (Y) y

en tringulo () 28

92raP8.5.6.1

2 Compresores y equipo auxiliar

2.1 Compresores de desplazamiento 32

2.1.1 Compresores de desplazamiento 32 2.1.2 Compresores de pistn 32

2.1.3 Compresores de pistn exentos aceite 32

2.1.4 Compresor de diafragma 34

2.1.5 Compresores de tornillo 34

2.1.5.1 Compresores de tornillo

exentos aceite 34


inyectados 37

2.1.6 Compresores de ua 37

2.1.7 Compresores scroll 38

2.1.8 Compresores de paletas 40

2.1.9 Soplantes Roots 40

2.2 Compresores dinmicos 41

2.2.1 Compresores dinmicos en general 41

2.2.2 Compresores centrfugos 41

2.2.3 Compresores axiales 43

2.3 Otros compresores 43

2.3.1 Bombas de vaco 43

2.3.2 Compresores booster 43

2.3.3 Elevadores de presin 44

2.4 Tratamiento del aire comprimido 44 2.4.1 Secado del aire comprimido 44

2.4.1.1 Refrigerador posterior 45

2.4.1.2 Secador frigorco 46

2.4.1.3 Sobrecompresin 47

2.4.1.4 Secado por absorcin 47

2.4.1.5 Secado por adsorcin 47

2.4.1.6 Secadores de membrana 50

05sortliF2.4.2

2.5 Sistema de control y regulacin 52

2.5.1 Regulacin en general 52

2.5.2 Principios de regulacin de los compresores de desplazamiento 53

35oetneV1.2.5.2

45ssapyB2.2.5.2

2.5.2.3 Estrangulacin en la aspiracin 54

2.5.2.4 Venteo con estrangulacin

en la aspiracin 54

2.5.2.5 Arranque/parada 54

2.5.2.6 Regulacin de velocidad 54

2.5.2.7 Lumbrera de descarga variable 55
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1.6.5.6 Mtodo de instalacin 28

1.6.5.7 Conexiones en estrella (Y) y

en tringulo () 28

92raP8.5.6.1

2 Compresores y equipo auxiliar

2.1 Compresores de desplazamiento 32

2.1.1 Compresores de desplazamiento 32 2.1.2 Compresores de pistn 32

2.1.3 Compresores de pistn exentos aceite 32

2.1.4 Compresor de diafragma 34

2.1.5 Compresores de tornillo 34


exentos aceite 34


inyectados 37

2.1.6 Compresores de ua 37

2.1.7 Compresores scroll 38

2.1.8 Compresores de paletas 40

2.1.9 Soplantes Roots 40

2.2 Compresores dinmicos 41 2.2.1 Compresores dinmicos en general 41

2.2.2 Compresores centrfugos 41

2.2.3 Compresores axiales 43

2.3 Otros compresores 43 2.3.1 Bombas de vaco 43

2.3.2 Compresores booster 43

2.3.3 Elevadores de presin 44

2.4 Tratamiento del aire comprimido 44 2.4.1 Secado del aire comprimido 44

2.4.1.1 Refrigerador posterior 45

2.4.1.2 Secador frigorco 46

2.4.1.3 Sobrecompresin 47

2.4.1.4 Secado por absorcin 47

2.4.1.5 Secado por adsorcin 47

2.4.1.6 Secadores de membrana 50

05sortliF2.4.2

2.5 Sistema de control y regulacin 52

2.5.1 Regulacin en general 52

2.5.2 Principios de regulacin de los

compresores de desplazamiento 53

35oetneV1.2.5.2

45ssapyB2.2.5.2

2.5.2.3 Estrangulacin en la aspiracin 54

2.5.2.4 Venteo con estrangulacin

en la aspiracin 54

2.5.2.5 Arranque/parada 54


2.5.2.7 Lumbrera de descar a variable 55

2.5.2.8 Descarga por vlvula de aspiracin 55

2.5.2.9 Cargadescargaparada 55

2.5.3 Principios de regulacin de los

compresores dinmicos 56

2.5.3.1 Regulacin en la aspiracin 56

2.5.3.2 Regulacin en la salida 56



2.5.4 Control y monitorizacin 57

75lareneG1.4.5.2


2.5.4.3 Control de velocidad 58

2.5.5 Monitorizacin de los datos 58

2.5.5.1 Medicin de la temperatura 58

2.5.5.2 Medicin de la presin 58

2.5.5.3 Monitorizacin 59

2.5.6 Sistema de control integral 60

2.5.6.1 Selector de secuencia de arranque 60

2.5.7 Control central 61 2.5.8 Monitorizacin remota 61

2.6 Compresores transportables 6336lareneG1.6.2

2.6.2 Nivel sonoro y emisiones de escape 63

2.6.3 Flexibilidad operativa 64

3 Diseo y servicio de lasinstalaciones de compresores

3.1 Diseo de las instalaciones

de compresores 6666lareneG1.1.3

3.1.1.1 Clculo de la presin de trabajo 66

3.1.1.2 Clculo del consumo de aire 67

3.1.1.3 Medicin del aire requerido 68

3.1.2 Centralizacin o descentralizacin 69

96lareneG1.2.1.3

3.1.2.2 Instalaciones centralizadas

de compresores 69

3.1.2.3 Instalaciones descentralizadas

de compresores 69 3.1.3 Diseo para funcionar a gran altitud 69

96lareneG1.3.1.3

3.1.3.2 El efecto en un compresor 70

3.1.3.3 Fuente de energa 71

3.1.3.3.1 Diseo de motores elctricos 71

3.1.3.3.2 Diseo de motores IC 71

3.2 Tratamiento del aire 7227lareneG1.2.3

3.2.2 Vapor de agua en el aire comprimido 72

3.2.3 Aceite en el aire comprimido 73


6/6

o

pcoAirpowerNV,Belgium,2011

acstica y nivel de presin acstica 98

3.8.6 Mediciones de sonido 98

3.8.7 Interaccin de varias fuentes de sonido 99

3.8.8 Reduccin del ruido 99

3.8.9 Ruido dentro de las instalaciones

de compresores 100

4 Economa

201etsoC1.4 4.1.1 Coste de produccin de

201odimirpmoceria

201lareneG1.1.1.4

4.1.1.2 Asignacin de costes 103

4.2 Oportunidades de ahorro 103 4.2.1 Potencia requerida 103

4.2.2 Presin de trabajo 103

4.2.3 Consumo de aire 104

4.2.4 Mtodo de regulacin 105

4.2.5 Calidad del aire 106

4.2.6 Recuperacin de energa 107

4.2.7 Mantenimiento 108

4.2.7.1 Planicacin del mantenimiento 108

4.2.7.2 Equipo auxiliar 109

4.3 Coste del ciclo de vida 109901lareneG1.3.4

011VCColuclC2.3.4

5 Ejemplo de clculo

5.1 Ejemplo de diseo de

instalaciones de aire comprimido 114

5.2 Datos de entrada 114 5.2.1 Necesidades de aire comprimido 114

5.2.2 Condiciones ambientales para

411niccelesal

5.2.3 Especicaciones adicionales 114

5.3 Seleccin de componentes 115 5.3.1 Dimensionamiento del compresor 115

5.3.2 Seleccin nal del compresor 116 5.3.3 Seleccin del depsito de aire 116

5.3.4 Seleccin del secador 116

5.3.5 Resumen para continuar el clculo 117

5.3.6 Comprobacin de los clculos 117

5.4 Trabajo de diseo adicional 118 5.4.1 Clculo de la cantidad de

condensados producidos 118

5.4.2 Requisitos de ventilacin en la

sala de compresores 118

5.5 Caso especial: gran altitud 119

5.6 Caso especial: produccin intermitente 1205.7 Caso especial: recuperacin de

energa del agua de refrigeracin 121121sisetpiH1.7.5

5.7.2 Clculo del caudal de agua en el

circuito de recuperacin de energa 122

5.7.3 Balance energtico a travs del

intercambiador de calor 122221nemuseR4.7.5

5.8 Caso especial: cada de presin321arebutalne

6 Apndices

6.1 El sistema internacional (SI)621sedadinued

6.2 Smbolos grficos 128

6.3 Diagramas y tablas 130

6.4 Recopilacin de las normas y

reglamentos aplicables 135531lareneG1.4.6

531samroN2.4.6

531nicalipoceR3.4.6

6.4.3.1 Seguridad en mquinas 135

6.4.3.2 Seguridad en equipos a presin 135

6.4.3.3 Medioambiente 136

6.4.3.4 Seguridad elctrica 136

6.4.3.5 Aparatos mdicos general 136

6.4.3.6 Estandarizacin 136

6.4.3.7 Especicaciones y pruebas 136

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