Calculadora de tubería de aire comprimido

Qué hace la calculadora de tubería de aire comprimido

Toda línea de aire comprimido pierde presión por fricción. Una tubería demasiado pequeña desperdicia energía, porque el compresor tiene que trabajar a mayor presión para entregar la misma presión en las herramientas. La calculadora de tubería de aire comprimido usa la fórmula empírica de los manuales de aire comprimido para encontrar el diámetro interior más pequeño que mantiene la caída de presión dentro de tu límite, luego elige una tubería estándar de acero cédula 40 y reporta su caída real y la velocidad del aire.

Fórmula del diámetro de tubería de aire comprimido

La calculadora usa la conocida fórmula empírica para tuberías de aire comprimido:

d es el diámetro interior en mm, q el flujo de aire libre en L/s, L la longitud de tubería en m incluyendo accesorios, Δp la caída de presión permitida en bar y p la presión absoluta de entrada en bar. Como el diámetro entra a la quinta potencia, subir un tamaño de tubería reduce mucho la caída de presión. La misma fórmula, despejada para Δp, da la caída real en la tubería elegida.

Ejemplo de tamaño de tubería de aire comprimido

Un taller necesita 100 scfm a 100 psig por 300 ft de tubería, con 2% de caída de presión y 30% extra por accesorios:

La siguiente tubería estándar es de 1-1/2 in (DN 40) con un diámetro interior de 40.9 mm. En esa tubería la caída de presión real es de solo 0.074 bar (1.07 psi) y el aire se mueve a 4.6 m/s, un valor cómodo para una línea principal.

Cómo usar el dimensionamiento de tubería de aire comprimido

Ingresa el flujo de aire libre que debe llevar la línea, que es la salida del compresor o la demanda total de las herramientas, y elige su unidad. Ingresa la longitud de tubería desde el compresor o tanque hasta el punto más lejano y luego la presión de trabajo. Define la caída de presión permitida como porcentaje de la presión de trabajo, 2% es una meta común para una línea principal, y agrega un margen por codos, tees y válvulas, normalmente 30% de la longitud recta. Presiona Calcular.

Cómo leer la caída de presión de aire comprimido

El diámetro interior mínimo es el diámetro más pequeño que cumple tu límite de caída de presión; siempre redondea al siguiente tamaño de tubería, nunca hacia abajo. Revisa la velocidad reportada: las líneas principales suelen mantenerse debajo de unos 6 a 8 m/s y los ramales debajo de unos 15 m/s. Si la caída en la tubería elegida está cerca de tu límite, el siguiente tamaño cuesta poco más y deja margen para la demanda futura.

Cuándo calcular la red de aire comprimido

• Planear la línea principal de un taller o fábrica nueva
• Revisar si el tamaño de tubería de aire comprimido existente causa baja presión en las herramientas
• Dimensionar un anillo o un ramal largo hacia una máquina nueva
• Comparar tamaños de tubería antes de comprar tubería de aluminio o acero
• Estimar la caída de presión de aire comprimido después de agregar demanda

Errores comunes en la tubería para aire comprimido

• Dimensionar solo para hoy. La demanda crece, así que deja margen en la línea principal.
• Ignorar los accesorios. Los codos y válvulas agregan longitud y caída de presión.
• Usar presión manométrica en la fórmula. La fórmula necesita presión absoluta.
• Mezclar aire libre con volumen comprimido. Ingresa el flujo de aire libre, scfm o L/s.

Consejos para el tamaño de tubería de aire comprimido

• Elige una línea en anillo para reducir la caída de presión hacia usuarios lejanos.
• Redondea el diámetro al siguiente tamaño estándar de tubería.
• Mantén la velocidad de la línea principal debajo de unos 8 m/s.
• Repara primero las fugas: pueden usar de 20 a 30% del aire.

Herramientas relacionadas con aire comprimido

Encuentra el flujo que debes ingresar con la calculadora de tamaño de compresor de aire, que suma la demanda de las herramientas. Para líquidos y tuberías en general, la calculadora de pérdida de presión usa la ecuación de Darcy-Weisbach.

Por qué importa tanto el diámetro de tubería de aire comprimido

La caída de presión sube con el flujo a la potencia 1.85 y baja con el diámetro a la potencia 5. Duplicar el flujo en la misma tubería sube la caída unas 3.6 veces, mientras que un tamaño de tubería más grande muchas veces la reduce a la mitad. Cada bar extra que el compresor debe producir para cubrir las pérdidas de la tubería cuesta cerca de 7% más energía, así que una tubería de aire subdimensionada es uno de los errores más caros en un sistema de aire comprimido. Planea el crecimiento: el flujo que ingreses debe incluir las herramientas futuras, que la calculadora de tamaño de compresor de aire suma por ti.

Línea de aire comprimido para ramales y bajantes

Dimensiona la línea principal para el flujo total y los ramales para la máquina o grupo de herramientas más grande de cada ramal. Toma las bajantes desde la parte superior de la línea principal para que el condensado no llegue a las herramientas, y dale a la línea principal una pendiente de cerca de 1% hacia una purga. Los consumidores como los cilindros toman su aire a pulsos, y la calculadora de cilindro neumático da el consumo de aire por carrera. Para líneas de agua y aceite, la calculadora de pérdida de presión maneja el factor de fricción directamente.

Tabla de tubería de aire comprimido (100 psig, 2% de caída, 30% de accesorios)

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