Temas Varios
Páginas: 101 (25017 palabras)
Publicado: 9 de octubre de 2012
AIRE COMPRIIDO
Este apunte de clase esta basado en el trabajo del profesor Sergio Fuente y en los trabajos
de la empresa Ingersoll Rand
Introducción
El aire comprimido es un medio de transmisión de enrgía y, como tal, es una de las
fuentes de fuerza motriz de uso más generalizado en una faena minera subterránea.
Perforadoras, palas cargadoras, huinches, ventiladores, bombas, afiladores debrocas, focos de iluminación e incluso locomotoras, son o pueden ser accionados
por motores neumáticos.
La compresión del aire se raliza en las máquinas conocidas con el nombre de
“compresores”.En ellas se aspira aire del ambiente y se aumenta su presión hasta
que alcance un valor adecuado para su utilización. Una vez comprimido, pasa a
estanques de almacenamiento y de ahí es conducido, através de una red de cañerías
de distribución, a los diferentes puntos de consumo en el interior de la mina.
El estudio del aire comprimido se debe abordar entonces según dos aspectos
fundamentales: su generación y su transmición. El estudio de la generación es un
problema termodinámico; en tanto que su transmisión, es un problema que cae más
bien en el campo de la fluodinámica o mecánica defluídos.
En la actualidad la principal aplicación en la actividad minera aparece vinculada en
la perforación de tiros de voladura, donde las máquinas neumáticas de percusión
predominan casi sin competencia en la perforación de rocas duras, especialmente
en diámetros menores de 5”. De acuerdo a la tecnología actualmente disponible, el
arranque de roca mediante perforación y voladura es operaciónelemental, común e
inevitable a toda faena minera. En otras palabras, una faena minera, particularmente
en el caso de una explotación subterranea no puede prescindir del aire comprimido,
en cambio sí puede operar sin energía eléctrica.
GENERACION DEL AIRE COMPRIMIDO
NOCIONES TEORICAS
1.
CONOCIMIENTOS FUNDAMENTALES
1.1
¿Qué es el aire?
El aire es una mezcla de gases cuyosprincipales componentes son los siguientes:
% en volumen
% en masa
Nitrogeno
78.09
75.51
Oxigeno
20.95
23.15
Argón
0.93
1.28
Dióxido de carbono
0.03
0.040
Neón
0.0018
0.00125
Helio
0.00052
0.000072
Metano
0.00015
0.000094
Kriptón
0.0001
0.00029
La composición del aire permanece relativamente constante al menos hasta unos 20km de
altura.
El aire no es un gas perfecto en el sentido termodinámico de la palabra, es decir,
no sigue exactamente la ley general de los gases. Las desviaciones del
comportamiento ideal aumentan con la densidad del gas y según se aproxime al
estado líquido. Sin embargo, en el rango de presiones y temperaturas en que
trabajan los compresores mineros, el aire dista mucho de encontrarsecerca de su
punto de licuefación. Las desviaciones que experimenta su comportamiento son por
lo tanto despreciables en la práctica y puede ser considerado, para tales efectos,
como un gas ideal.
1.2
Compresión y Expansión Isotérmica
Si comprimimos aire en un cilindro de material perfectamente conductor del calor y
que varíe la temperatura que tiene el aire a su entrada, habremosrealizado una
compresión isotérmica. Inversamente, si calentamos el aire durante su expansión,
se tendrá una expansión isotérmica.
En estas condiciones, el aire obedece a la ley de Boyle y Mariotte:
v1p1= v2p2= k cte.
(1.1)
Es esencial que la temperatura no varíe. Ahora, por experiencias realizadas se ha
visto que esta ley se cumple cuando los gases se hallan lejos de convertirse en
líquidos.Si no es así, se producen desviaciones apreciables.
Por otra parte, según la ley de Gay-Lussac, a presión constante los volúmenes de un
mismo gas son directamente proporcionales a sus temperaturas absolutas:
v1/ T1= v2/ T2
(1.2)
La combinación de ambas leyes nos permite en contrar una expresión que enlaza el
volumen, la temperatura y la presión absoluta. (Se llama presión absoluta a...
Este apunte de clase esta basado en el trabajo del profesor Sergio Fuente y en los trabajos
de la empresa Ingersoll Rand
Introducción
El aire comprimido es un medio de transmisión de enrgía y, como tal, es una de las
fuentes de fuerza motriz de uso más generalizado en una faena minera subterránea.
Perforadoras, palas cargadoras, huinches, ventiladores, bombas, afiladores debrocas, focos de iluminación e incluso locomotoras, son o pueden ser accionados
por motores neumáticos.
La compresión del aire se raliza en las máquinas conocidas con el nombre de
“compresores”.En ellas se aspira aire del ambiente y se aumenta su presión hasta
que alcance un valor adecuado para su utilización. Una vez comprimido, pasa a
estanques de almacenamiento y de ahí es conducido, através de una red de cañerías
de distribución, a los diferentes puntos de consumo en el interior de la mina.
El estudio del aire comprimido se debe abordar entonces según dos aspectos
fundamentales: su generación y su transmición. El estudio de la generación es un
problema termodinámico; en tanto que su transmisión, es un problema que cae más
bien en el campo de la fluodinámica o mecánica defluídos.
En la actualidad la principal aplicación en la actividad minera aparece vinculada en
la perforación de tiros de voladura, donde las máquinas neumáticas de percusión
predominan casi sin competencia en la perforación de rocas duras, especialmente
en diámetros menores de 5”. De acuerdo a la tecnología actualmente disponible, el
arranque de roca mediante perforación y voladura es operaciónelemental, común e
inevitable a toda faena minera. En otras palabras, una faena minera, particularmente
en el caso de una explotación subterranea no puede prescindir del aire comprimido,
en cambio sí puede operar sin energía eléctrica.
GENERACION DEL AIRE COMPRIMIDO
NOCIONES TEORICAS
1.
CONOCIMIENTOS FUNDAMENTALES
1.1
¿Qué es el aire?
El aire es una mezcla de gases cuyosprincipales componentes son los siguientes:
% en volumen
% en masa
Nitrogeno
78.09
75.51
Oxigeno
20.95
23.15
Argón
0.93
1.28
Dióxido de carbono
0.03
0.040
Neón
0.0018
0.00125
Helio
0.00052
0.000072
Metano
0.00015
0.000094
Kriptón
0.0001
0.00029
La composición del aire permanece relativamente constante al menos hasta unos 20km de
altura.
El aire no es un gas perfecto en el sentido termodinámico de la palabra, es decir,
no sigue exactamente la ley general de los gases. Las desviaciones del
comportamiento ideal aumentan con la densidad del gas y según se aproxime al
estado líquido. Sin embargo, en el rango de presiones y temperaturas en que
trabajan los compresores mineros, el aire dista mucho de encontrarsecerca de su
punto de licuefación. Las desviaciones que experimenta su comportamiento son por
lo tanto despreciables en la práctica y puede ser considerado, para tales efectos,
como un gas ideal.
1.2
Compresión y Expansión Isotérmica
Si comprimimos aire en un cilindro de material perfectamente conductor del calor y
que varíe la temperatura que tiene el aire a su entrada, habremosrealizado una
compresión isotérmica. Inversamente, si calentamos el aire durante su expansión,
se tendrá una expansión isotérmica.
En estas condiciones, el aire obedece a la ley de Boyle y Mariotte:
v1p1= v2p2= k cte.
(1.1)
Es esencial que la temperatura no varíe. Ahora, por experiencias realizadas se ha
visto que esta ley se cumple cuando los gases se hallan lejos de convertirse en
líquidos.Si no es así, se producen desviaciones apreciables.
Por otra parte, según la ley de Gay-Lussac, a presión constante los volúmenes de un
mismo gas son directamente proporcionales a sus temperaturas absolutas:
v1/ T1= v2/ T2
(1.2)
La combinación de ambas leyes nos permite en contrar una expresión que enlaza el
volumen, la temperatura y la presión absoluta. (Se llama presión absoluta a...
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