El trabajo mecánico puede definirse como el producto de una fuerza y la distancia sobre la cual la fuerza actúa en un objeto. Al igual que el calor, el trabajo implica la transferencia de energía de un cuerpo a otro. La diferencia es que implica fuerza en lugar de temperatura.
Un ejemplo de esto es cuando el gas se comprime en un cilindro con un pistón en movimiento. La compresión se produce como resultado de la fuerza que mueve el pistón. Por lo tanto, la energía se transfiere del pistón al gas. Esta transferencia de energía es un trabajo en el sentido termodinámico de la palabra. El resultado del trabajo puede tener muchas formas, como cambios en el potencial, la cinética o la energía térmica.
Trabajo Mecánico y Gases
El trabajo mecánico asociado a los cambios en el volumen de una mezcla de gases es uno de los procesos más importantes en la ingeniería termodinámica.
Potencia: La Rapidez del Trabajo
La potencia es el trabajo realizado por unidad de tiempo. Es una medida que corresponde a la rapidez con la que se puede trabajar. La unidad SI para la potencia es el vatio: 1 W = 1 J/s.
Se denomina potencia al cociente entre el trabajo efectuado y el tiempo empleado para realizarlo. En otras palabras, la potencia es el ritmo al que el trabajo se realiza.
Caudal Volumétrico
El caudal volumétrico de un sistema es una medida del volumen de líquido que fluye por unidad de tiempo. Puede calcularse como el producto del área transversal del flujo y la velocidad media del flujo. La unidad SI para el caudal volumétrico es m3/s.
Sin embargo, la unidad litros/segundo (l/s) también se utiliza con frecuencia cuando se hace referencia al caudal volumétrico (también denominado capacidad) de un compresor. Se indica como litro/segundo normal (Nl/s) o como aire libre suministrado (l/s). Con Nl/s, el caudal de aire se vuelve a calcular al "estado normal". Es decir, normalmente elegido como 1,013 bar(a) y 0 °C. La unidad normal NL/s se utiliza principalmente al especificar un flujo másico.
Para el aire libre suministrado (FAD), el caudal de salida del compresor se vuelve a calcular a un caudal de aire libre en la condición de entrada estándar (presión de entrada de 1 bar(a) y temperatura de entrada de 20 °C). El siguiente ejemplo ilustra el aire libre suministrado (FAD).
Ejemplo Práctico: Aire Libre Suministrado (FAD)
¿Qué significa FAD = 39 l/s para un compresor que funciona a 13 bar? ¿Cuánto tiempo se tarda en llenar un depósito de 390 L a una presión de 13 bar? Cuando empezamos con un depósito vacío, después de 1 segundo hay 39 litros en el depósito a 1 bar. Después de 10 segundos, la presión dentro del depósito es de 1 bar. A continuación, la presión es de 2 bar después de 20 segundos.
A continuación, la diferencia entre las condiciones de referencia y las condiciones normales. Las condiciones normales implican 1 atm = 1,01325 bar, 0 °C, 0 % de HR.
Requisito de Energía Específica (SER)
La mejor manera de adaptar su rendimiento a sus necesidades es especificar su sistema de aire comprimido por caudal y presión, no por kW ni caballos.
Consideraciones al Elegir un Compresor de Aire
Lo que es importante tener en cuenta es la fuerza que necesitará para mover un objeto para completar un trabajo determinado en un periodo de tiempo concreto. Como se ha mencionado anteriormente, esto se expresa en flujo y presión. Además de los litros por segundo (l/s), el flujo se representa en pies cúbicos por minuto (cfm) o metros cúbicos por hora (m3/h). La presión se muestra en bar, como se ha mencionado anteriormente, o libras por pulgada cuadrada (psi). Si necesita mover objetos pesados, necesitará más presión.
También querrá determinar si necesita suministro de aire durante todo el día y si existen diferentes requisitos para sus aplicaciones. Al buscar compresores de aire, encontrará equipos de velocidad fija y VSD. Estos términos se refieren al funcionamiento del motor. Como se sugiere, las máquinas de velocidad fija solo funcionan a una velocidad, mientras que los compresores VSD cambian de velocidad en función de la demanda. Una máquina de velocidad fija suele ser más barata de comprar, mientras que una máquina VSD ofrece ventajas de eficiencia. Esta última proporciona ahorros de costes de energía operativa. Si no está seguro de lo que tiene más sentido para sus necesidades, no dude en ponerse en contacto con nosotros.
Después de aprender los conceptos básicos de la física aquí, quizá desee saber más acerca de las unidades físicas utilizadas para medir distintos aspectos de la materia. Esto puede ser muy útil cuando se trabaja con aire comprimido. Para entender el funcionamiento del aire comprimido, una introducción básica a la física puede ser muy útil. Definimos las diferentes unidades físicas para medir la presión, la temperatura y la capacidad térmica.
Por ejemplo, una lámpara colgada en el techo del comedor puede, si cae, romper la mesa. Mientras cuelga, tiene latente una capacidad de producir trabajo. Un libro de 2 Kg reposa sobre una mesa de 80 cm, medidos desde el piso. Un macetero de 0,5 Kg de masa cae desde una ventana (donde estaba en reposo) que se encuentra a una altura de 4 metros sobre el suelo.
Es la unidad de fuerza del Sistema Internacional (SI) que equivale a la fuerza necesaria para que un cuerpo de 1 kilogramo masa adquiera una aceleración de un metro por segundo cada segundo (lo mismo que decir “por segundo al cuadrado”).
Comprender esta información es importante para invertir en el equipo adecuado para su aplicación.
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