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PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA NEUMÁTICA


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1 . RINCIIOS FÍSICOS DE LA NEUMÁICA. - EL AIRE El aire es una mezcla de gases cuya composición volumétrica es aproximadamente la siguiente: 78% Nitrógeno 0% Oxígeno % Hidrógeno % Una mezcla de Dióxido de carbono(co ), gases nobles(helio,neon,argon), polvo atmosférico y vapor de agua. Su peso específico es de,93 Kg/m 3 a 0ºC y una atmósfera (,03 bar) de presión. Es muy compresible, sensible a las variaciones de temperatura y se adapta perfectamente a la forma del recipiente que lo contiene. Es incoloro en masas normales y de color azulado en grandes volúmenes.. - LEY DE LOS GASES ERFECOS El aire tiende a cumplir la Ecuación General de los Gases erfectos, que relaciona entre sí las magnitudes: presión, volumen y temperatura. Un gas perfecto cumple la ecuación: = constante = =... En la que: = resión absoluta = olumen = emperatura absoluta (ºK).. - ROCESOS A EMERAURA CONSANE A temperatura es constante, la presión absoluta de una masa de gas varía de forma inversamente proporcional a su volumen. = =

2 ... - ROCESOS A RESIÓN CONSANE A presión constante, el volumen de una masa de gas, varía de forma directamente proporcional a su temperatura absoluta. = =.3. - ROCESOS A OLUMEN CONSANE A volumen constante, la presión absoluta de una masa de gas, varía de forma directamente proporcional a su temperatura absoluta. = = 3. - MAGNIUDES Y UNIDADES BASICAS Una magnitud es cualquier estado, proceso o propiedad de un cuerpo que pueda ser medida. En magnitudes lineales, la unidad en el Sistema écnico (S..) y en el Sistema Internacional (S.I.), es el metro (m). Otras unidades utilizadas son múltiplos y submúltiplos del mismo, o unidades del Sistema Inglés. Sus equivalencias son simples operaciones matemáticas. En magnitudes angulares, la unidad en el (S.I.) es el radian (rad); en el (S..) la unidad es el giro completo o revolución (r). r =p rad ; rad = 0,6 r La unidad de tiempo en todos los sistemas es el segundo (s). La unidad de temperatura en el (S.I.) y en el (S..), es el grado centígrado (ºC) o el grado Kelvin o absoluto (ºK). ºK =ºC +73 En el Sistema inglés se utiliza como unidad el grado Fahrenheit (ºF). º C º - 3 = F La unidad de masa en el (S.I.) es el Kilogramo (Kg); en el (S..), no existe.

3 MAGNIUDES Y UNIDADES DERIADAS FUERZA La fuerza es una magnitud derivada de la aplicación de la Ley de Newton. Fuerza = Masa x aceleración En el (S.I.), la unidad es el Newton (N) m N = Kg s En el (S..), la unidad es Kilopondio (Kp), que es la fuerza que ejerce Kg a nivel del mar. 9,8m Kp= Kg s Kp = 9,8N ; N = 0,0Kp RESIÓN La presión (p), es la magnitud resultante del cociente entre una fuerza (F) y la superficie sobre la que apoya (S). p= F S La unidad (S.I.) de presión es el ascal (a) N a= m Como esta unidad es muy pequeña, se emplean múltiplos de esta: Kilopascal (Kpa) = 0 3 a Megapascal (Mpa) = 0 6 a bar = 0 5 a En el (S..), la unidad es la atmósfera técnica (at) Kp at = cm

4 .4 Otras unidades utilizadas son la atmósfera física (atm), el metro de columna de agua (mca), el milímetro de columna de mercurio o orricelli (orr). En el Sistema Inglés se utiliza como unidad de presión la libra por pulgada cuadrada (psi). Las equivalencias entre estas unidades se muestran en la tabla siguiente: a bar At atm mca orr psi a 0-5, ,87 0-6, ,5 0-3, bar 0 5,0 0,987 0, 75 4,5 at 9, ,98 0, , atm,03 0 5,03,033 0, ,67 mca 9, ,8 0-0, 9, ,6,4 orr 33,33 0-3,36 0-3,3 0-3,36 0 -, psi 6, ,9 0-7,04 0-6,8 0-0,704 5,74 odos los trabajos con energía neumática, se realizan dentro de la masa del propio gas y éste en estado libre, somete a todos los elementos que están en su interior a una presión variable con la altura y con las condiciones ambientales, que denominamos presión atmosférica. Su valor a nivel del mar es de,033 Kp/cm (atm). A la presión medida a partir de la atmosférica, se le llama presión relativa o manométrica. A la medida a partir del vacío absoluto, se le llama presión absoluta. La presión medida desde la atmosférica hacia el vacío absoluto, tiene un valor negativo y se le denomina depresión. Escala de presiones La presión atmosférica se mide con barómetros, la relativa con manómetros y la depresión con vacuómetros.

5 CAUDAL El caudal (Q) es la magnitud derivada del cociente entre el volumen () y el tiempo(t). Q= t La unidad (S.I.) es el metro cúbico/segundo (m 3 /s). En cálculos neumáticos la unidad de caudal más utilizada es el litro/minuto en condiciones normales (Nl/min). Un litro de aire se considera que está en condiciones normales cuando su masa ocupa un volumen de un litro, a 0ºC y a presión atmosférica OENCIA otencia () es la magnitud resultante del cociente entre la energía (E) y el tiempo(t). ambién se cumple que la potencia es igual al caudal (Q) por la presión (p) E = = p Q t La unidad (S.I.) de potencia es el Watio (w) Watio = ascal x m 3 /s Otras unidades utilizadas son: Kilowatio (Kw) =0 3 w Caballo de vapor (cv) = 736 w cv = 0,736 Kw ; Kw =,36 cv

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