Diseño y construcción de una red de distribución de aire comprimido para el uso de herramientas neumáticas en la empresa Freno Sinú s.a.s. en la ciudad de Montería

El proyecto que se propuso y ejecutamos tuvo como fin, proveer a la empresa Freno Sinú S.A.S. de una red de distribución de aire comprimido para el uso de herramientas neumáticas. Inicialmente se establecieron los parámetros que definirían el diseño del sistema, que fueron: la presión de trabajo de las herramientas neumáticas que usarían los operarios, el espacio disponible para el montaje de la red y se tuvo en cuenta los requerimientos del gerente de la empresa en cuanto a costos y disponibilidad de material para el proyecto en el comercio. Luego, basados en las condiciones dadas, en los cálculos y gráficas necesarios para respaldar el diseño de la red neumática y teniendo en cuenta la viabilidad del proyecto, seleccionamos los elementos que constituirían el sistema. También se generaron planos de ensamble que ayudarían en el montaje y futuros mantenimientos de la red. En el ensamble y montaje de la red, se usaron los planos mencionados y herramientas que facilitaron el armado de la tubería que la conforma. Finalmente, la red se conectó al compresor, se hicieron pruebas necesarias para garantizar el correcto funcionamiento de esta y se evaluó su eficiencia frente a las herramientas convencionales usadas por los operarios y técnicos de la empresa.Resumen 13Abstract 14Objetivos 17Objetivo general 17Objetivos específicos 171. REVISIÓN DE LA LITERATURA 181.1. ANTECEDENTES 181.2. GENERALIDADES DEL AIRE COMPRIMIDO 191.2.1. Propiedades Físicas del Aire. 191.2.2. Aplicaciones del Aire Comprimido 191.2.3. Ventajas del Aire Comprimido 201.2.4. Presión de aire 211.2.5. Caudal 211.2.6. Potencia 211.2.7. Demanda de aire comprimido (Caudal requerido) 221.3. COMPRESORES Y TIPOS 231.3.1. Clasificación del compresor 231.3.2. Compresores de desplazamiento positivo 231.3.3. Compresores dinámicos 241.3.4. Compresor de émbolo o pistón 251.3.5. Compresor de émbolo de dos etapas 251.4. Tipos de red para instalaciones de aire comprimido 261.4.1. Red abierta 261.4.2. Red cerrada o interconectada 271.4.3. Inclinación de la red de distribución 281.4.4. Cálculo elemental de una red de distribución. 281.4.5. Elección del material de los tubos. 291.4.6. Tubos de acero galvanizado 301.5. UNIDAD DE MANTENIMIENTO 311.5.1. Filtro 331.5.2. Regulador de presión 341.5.3. Lubricador 341.6. LLAVES DE IMPACTO 351.6.1. Funcionamiento de las llaves de impacto 361.6.2. Llaves de impacto neumáticas 372. MATERIALES Y MÉTODOS 382.1. Selección de parámetros 382.2. Diseño de la red de aire comprimido. 392.3. Selección de elementos y accesorios 402.4 Selección del compresor 412.4.1. Coeficiente de uso (CU). 412.4.2. Coeficiente de simultaneidad (CS). 422.4.3. Coeficiente de mayoración para futuras ampliaciones (CMA). 432.4.4. Coeficiente de mayoración por fugas (CMF). 432.4.5. Coeficiente de ciclo de funcionamiento del compresor (CCC). 44El caudal específico que viene dado por la sumatoria de caudales requeridos por cada una de las herramientas. 442.5. Presión de trabajo del compresor 442.6. Instalación del compresor 452.7. Selección del acumulador de aire comprimido 452.8. Selección de la unidad de mantenimiento 472.9. Selección de tuberías para la red neumática 482.10. Desarrollo de la red neumática. 492.10. Montaje de la red neumática. 522.11. Puesta en marcha de la red neumática. 522.12. Prueba de presión 532.12. Prueba de presión 532.13. Prueba de hermeticidad 533. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 553.1. Selección de tuberías para la red neumática 553.2. Selección del compresor y acumulador 563.3. Selección de la unidad de mantenimiento 593.4. Evaluación de eficiencia de la red 614. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 644.1. CONCLUSIONES 644.2. RECOMENDACIONES 655. BIBLIOGRAFÍA 67ANEXOS 69PregradoIngeniero(a) Mecánico(a

Pérdidas energéticas por efecto de las fugas en los sistemas de aire comprimido en función del diámetro del agujero, la presión y el ruido emitido

El objetivo de esta investigación, es cuantificar las pérdidas energéticas mediante un banco de pruebas de aire comprimido, con la instalación de tapones testigo en el mismo, para esta experimentación se usan diez diámetros diferentes, simulando fugas de aire comprimido en sistemas industriales. Los datos obtenidos se sometieron a pruebas de normalidad, test de correlación determinado su nivel de correspondencia entre las diferentes variables. Un estudio demuestra que las pérdidas energéticas por fugas de aire comprimido representan el 27,42% de la energía total consumida en el año. En el país, actualmente no existen estudios acerca de eficiencia energética en plantas industriales, lo cual justifica la importancia de este estudio. Se determinó las pérdidas energéticas generadas por cada uno los tapones testigo medidos a través del instrumento Fluke 435 series II cuya unidad en Kilowatts, además del ruido generado con Ultraprobe 15000 con su unidad en Hertz. Se calculó las pérdidas energéticas a través de ecuaciones validando los resultados experimentales. En la cuantificación de las fugas de aire comprimido, se toman datos de ruido generado en decibelios cuyo valor máximo correspondiente al diámetro 1,2 mm es 90,12 Hz con un tiempo 1,25 horas y una energía consumida de 870 kW, además de una mínima correspondiente al diámetro de 0,3 mm es de 73,02 Hz con un tiempo de 7,5 horas y una energía consumida de 361 kW. Se concluye que, al aumentar el diámetro del orificio de la fuga, se generan mayores pérdidas energéticas; así como mayores valores de los decibeles de ruido. Lo que demuestra una correlación alta entre variables del ruido generado con pérdidas energéticas. Se recomienda caracterizar cada uno de los equipos que integran el banco de pruebas, evitando la presencia de fugas en uniones o acoplamientos ya que éstas no provocarían resultados realesThe objective of this research was to quantify the energy losses by a test bench of compressed air, with the installation of witness plugs in it. For this experimentation, ten different diameters are used, simulating compressed air leaks in industrial systems. The data collected were subjected to normality tests, a correlation test determined the level of correspondence between the different variables. A study shows that energy losses due to compressed air leaks represent 27,42% of the total energy consumed in the year. In the country, there are currently no studies on energy efficiency in industrial plants, which justifies the importance of this study. The energy losses generated by each of the witness plugs measured through Fluke 435 series II instrument whose unit is in Kilowatts. In addition to the noise generated with Ultraprobe 15000 with its unit in Hertz, were determined. The energy losses were calculated through equations validating the experimental results. In the quantification of compressed air leaks, noise data generated in decibels is taken, whose maximum value corresponding to the 1,2 mm diameter is 90,12 Hz with a time of 1,25 hours and an energy consumption of 870 kW. Moreover, a minimum corresponding to the diameter of 0,3 mm is 73,02 Hz with a time of 7,5 hours and an energy consumption of 361 kW. It is concluded that, by increasing the diameter of the leak orifice, greater energy losses are generated; as well as higher values of noise decibels. This shows a high correlation between variables of noise generated with energy losses. It is recommended to characterize each of the equipment that integrate the test bench, avoiding the presence of leaks in joints or couplings since these would not cause real results