Pasos Simples para Entender la Curva de Consumo de Aire en Bombas de Diafragma Neumáticas

"¿Cuál sería el consumo aproximado de aire con un caudal de 100 LPM?"
"Después de conocer el consumo de aire, ¿cuántos caballos de fuerza (HP) debería tener el compresor de aire?"
¿Te suenan familiares estas preguntas?
¡Vamos a profundizar y entender qué es el consumo de aire!

Una bomba de diafragma neumática funciona utilizando aire comprimido como fuente de energía. El diafragma se mueve hacia adelante y hacia atrás para bombear líquidos. En la curva de rendimiento de una bomba de diafragma operada por aire (AODD Pump), además del caudal y la altura vertical, el consumo de aire es un parámetro crucial. La capacidad del compresor de aire para cumplir con las necesidades de consumo de aire de la bomba afecta directamente la estabilidad del rendimiento de la bomba. Si el compresor no puede suministrar más aire del que consume la bomba, la eficiencia de la bomba disminuirá. A continuación, te explicaremos cómo leer el consumo de aire a partir de la curva de rendimiento.

1. Comprender la estructura de la curva de rendimiento:

La curva de rendimiento se presenta como un gráfico XY, donde el eje horizontal (X) representa el caudal, medido en litros por minuto (LPM) o galones por minuto (GPM). El eje vertical (Y) indica la altura vertical o la presión de trabajo al final de la tubería, medida en metros o pies para la altura, y en bares o psi para la presión de trabajo. Las líneas continuas en el gráfico representan diferentes fuerzas de presión de aire, mientras que las líneas discontinuas muestran el consumo de aire bajo ciertas condiciones, medido en litros por minuto (LPM).

2. Establecer condiciones conocidas:

Si conoces dos de los siguientes tres parámetros—altura vertical, presión de aire de entrada y caudal—puedes estimar el rango de consumo de aire de un modelo de bomba específico.

3. Encontrar el rango de consumo de aire correspondiente:

a. Conociendo la altura vertical y la presión de aire de entrada: Ubica la altura en el eje Y, luego extiende horizontalmente hasta que se cruce con la curva de presión de aire seleccionada. El punto de intersección te dará el consumo de aire correspondiente.
b. Conociendo la altura vertical y el caudal: Ubica la altura en el eje Y y el caudal en el eje X, luego extiende ambos hasta que se crucen. El punto de intersección te dará el rango de consumo de aire.
c. Conociendo la presión de aire de entrada y el caudal: Ubica la curva de presión de aire de entrada y el caudal en el eje X. Extiende verticalmente hasta que se cruce con la curva de presión de aire. El punto de intersección revelará el consumo de aire.

4. Referencias cruzadas:

La curva de rendimiento también proporciona valores de caudal que puedes utilizar para encontrar las condiciones operativas más eficientes.

5. Determinar el tamaño adecuado de la bomba:

Para garantizar que la bomba de diafragma neumática funcione eficientemente y tenga una mayor durabilidad, se recomienda una presión operativa estable entre 1.5 y 3.5 bares. Presiones más bajas reducen la fricción entre el anillo de sellado y su contraparte, prolongando la vida útil de la bomba.
Por ejemplo: Si se requiere un caudal de 40 LPM, y el caudal máximo de una bomba de 1/2 pulgada es de 48 LPM, mientras que el de una bomba de 3/4 pulgada es de 85 LPM, lo ideal sería elegir la bomba de 3/4 pulgada. Aunque la bomba de 1/2 pulgada puede alcanzar el caudal requerido, necesitaría una mayor presión operativa, afectando la eficiencia y durabilidad. Por lo tanto, es recomendable optar por una bomba más grande.

Nota: Las curvas de rendimiento se miden bajo condiciones de agua, baja presión negativa y baja resistencia en las tuberías. En la realidad, factores como la densidad del fluido, la viscosidad, la resistencia de las tuberías, el diámetro, las válvulas, y la distancia del compresor, así como las especificaciones del compresor de aire, afectarán los valores reales de caudal y presión.

Ejemplo 1: ¿Cuál es el consumo de aire a una presión de 4 bares y un caudal de 56 LPM?

1. Encuentra la curva de 4 bares de presión de aire.
2. Ubica el punto correspondiente a 56 LPM en el eje X.
3. Extiende verticalmente desde el punto de 56 LPM hasta que se cruce con la curva de 4 bares.
4. Lee el consumo de aire en la línea discontinua. El consumo se sitúa entre 500 y 750 LPM.

Ejemplo 2: ¿Cómo elegir los caballos de fuerza (HP) adecuados para el compresor de aire?

1. A partir del Ejemplo 1, el valor máximo de consumo de aire es de 750 LPM.
2. Aplica los datos en la fórmula para calcular los HP:
   HP = (PxQ) / (1714xη).
   P = presión en psi (1 bar ≈ 14.504 psi).
   Q = consumo de aire (Scfm) (100 LPM ≈ 3.531 Scfm).
   η = eficiencia del compresor, valor promedio 0.8.
3. Con una presión de prueba de 8 bares, el cálculo sería:
   HP = (116.032 x 26.4825) / (1714 x 0.8) ≈ 2.241 HP. Multiplicado por 1.3 para operación continua, se recomienda un compresor de al menos 3 HP.

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