1.Expresa las diferencias entre los compresores alternativos y rotativos:
Los compresores elevan la presión del aire hasta el valor adecuado para su utilización. Los compresores aspiran el aire existente en la atmósfera terrestre y elevan su presión disminuyendo su volumen específico. Se pueden clasificar en dos grandes grupos: 1.Volumétricos, se basan en la ley de Boyle-Mariotte, de manera que para elevar la presión de un fluido gaseoso reducen su volumen. 2.Dinámicos. El aire se hace pasar por una tubería de sección cada vez más reducida y, como el caudal ha de ser el mismo, la velocidad del aire se va haciendo paulatinamente mayor. Esta energía cinética que se ha comunicado al aire se convierte en energía presión.). Los compresores volumétricos pueden ser alternativos, basados en el mecanismo biela-manivela, o rotativos, en los que mediante una rueda de paletas se empuja al aire hacia una cámara. Las principales diferencias entre ambos tipos de compresores son: -En el proceso de compresión, los alternativos obtienen altas presiones en distintas etapas, mientras que lo rotativos lo hacen en una sola. -Los alternativos proporcionan un caudal de aire a pulsos, mientras que lo rotativos generan un caudal constante. -Los rotativos son más silenciosos.
2.Describir el funcionamiento de un compresor radial:
Es un rotor excéntrico provisto de paletas que gira en el interior de un cilindro estanco dotado de dos orificios: uno de aspiración de aire y otro de salida del aire comprimido. Cuando se hace girar el rotor las paletas se tienden a ajustar a la pared del cilindro, de manera que se forme una especie cámara de compresión.2º.¿En qué se basa el funcionamiento de un compresor dinámico?:
En un compresor dinámico, el aumento de presión se obtiene comunicando a un flujo de gas, cierta velocidad o energía cinética al hacerlo pasar por una tubería de sección cada vez menor, que se convierte en presión al desacelerar el gas, cuando éste pasa a través de un difusor. Podemos distinguir dos tipos: los centrífugos o de flujo radial y los axiales.3. Elementos de consumo de aire que se utilizan en neumática:
Los elementos que consumen aire comprimido tienen por objeto transformar la energía acumulada en el fluido en trabajo útil. Se pueden dividir en dos grandes grupos: –Elementos alternativos o cilindros. Este trabajo es por desplazamiento lineal. Pueden ser de simple efecto o de doble efecto. –Elementos rotativos o dinámicos. El trabajo es por desplazamiento circular o rotativo que lo llevan a cabo los motores. Los motores tienen formas y aplicaciones muy variadas. Según su forma constructiva pueden ser: de pistones, de paletas o de turbina.4. Esquema de un cilindro de doble efecto. Partes y breve descripción de las mismas. (5 veces):
-Camisa, es cilíndrica. -Culatas son las tapas de cierre del cuerpo del cilindro. Alojan las conexiones a las tuberías del fluido, los sistemas de amortiguación y el sistema de guiado del vástago. -Vástago es la barra que transmite al sistema de trabajo la fuerza que el fluido ejerce sobre el émbolo. -Embolo o pistón es el elemento móvil que se desplaza en el interior del cuerpo del cilindro 6. La fuerza que un cilindro de simple efecto ejerce en el retroceso , ¿es la misma que en el avance?. Justifique la respuesta:En este tipo de cilindros la presión del aire se ejerce sobre toda la superficie del émbolo. Al determinar la fuerza que realiza el cilindro, hemos de tener en cuenta que el aire debe vencer la fuerza de empuje en sentido opuesto que realiza el muelle. En estos cilindros solamente se ejerce fuerza en el sentido de avance, es decir la fuerza que realiza el aire comprimido, cuando el cilindro regresa a su posición estable lo hace por medio de la fuerza de empuje del resorte, que exclusivamente sirve para recuperar la posición del vástago, pero es incapaz de desarrollar ningún tipo de trabajo mecánico.
7. Clasificar los elementos de control en un circuito neumático:
Los elementos de control de un sistema neumático tiene por objeto que alos actuadores llegue el fluido con un caudal adecuado, con el fin de que su funcionamiento sea óptimo. Estos elementos reciben el nombre de válvulas. Entre las principales: -Distribuidoras, permiten controlar la dirección en el que se ha de mover el aire. -Antirretorno. Permite el paso de aire en un sentido y lo impide en el otro. -Reguladoras de caudal. Controla el caudal de aire que circula por el circuito para proporcionar mayor o menor velocidad a los elementos actuadores. -Selectoras. Permite accinar válvulas y cilindros desde dos puntos indistintamente. -Simultáneas. Para el funcionamiento de cilindros y válvulas que necesitan ser accionados desde puntos de modo simultáneo. -Reguladoras de presión. Permiten mantener constante la presión del circuito y evita sobrepresiones.8. Explique brevemente la ecuación de continuidad:
Sin un líquido de densidad constante circula por una conducción de sección variable, el principio de conservación de la masa implica que el caudal a de ser constante->Q1=Q2->S1*V1=S2*V2.9. En relación con los circuitos neumáticos, defina el caudal, con la expresión de su fórmula y de sus unidades de medida en SI:
Se conoce como caudal al volumen de fluido que atraviesa por unidad de tiempo una sección transversal de una conducción. Si llamamos V al volumen de fluido que atraviesa la sección S de un conductor en el tiempo t, el caudal, Q, toma la expresión: Q = V/t = S*l/t = S * velocidad. En el SI se expresa en litros/segundo.10. Explique el efecto Venturi: 11. ¿En qué consiste el efecto Venturi?:
El efecto Venturi consiste en la disminución de presión que ejerce un fluido al disminuir la sección de la tubería por la que circula.12. Dibuje el símbolo de una válvula hidráulica 4/3 y explique su funcionamiento:
Funcionamiento: Cuando la corredera se encuentra en la posición central cierra las cuatro entradas bloqueándolas completamente unas a otras.13. Dibuje los símbolos de los siguientes elementos neumáticos y explique la función que realizan: válvula antirretorno, válvula 4/2 accionada neumáticamente en ambos sentidos y cilindro de simple efecto accionado por muelle: -Válvula antirretorno:
Permite el paso de aire libremente en un sentido, pero no en el contrario.Válvula 4/2 accionada neumáticamente en ambos sentidos:
Esta válvula bascula alternativamente según que el pilotaje neumático les llegue por las vías Z e Y. El émbolo de mando conserva, debido a la tensión de las membranas, la posición de maniobra hasta que se de una contraseñal en sentido contrario. El símbolo es el del libro con dos triangulitos en los extremos.-Cilindro de simple efecto con retorno por muelle:
se trata de un tubo cilíndrico cerrado dentro del cual hay un émbolo unido a un vástago que se desplaza unido a él. Por un extremo hay un orificio para entra o salir aire y en el otro está albergado un muelle que facilita el retorno del vástago.14. En un sistema hidráulico indicar la misión del filtro y dibujar su símbolo. (2 veces):
Los filtros eliminan las partículas sólidas que se forman y que son arrastradas por el fluido para no producir fenómenos de abrasión y que taponarían los conductos y las aberturas de la instalación. Un filtro muy usado es el imantado para separar las partículas metálicas. Su símbolo es un rombo con una línea discontinua de arriba a abajo.16. Denominar e indicar la aplicación de los elementos representados: –
Válvula antirretorno: Permite el paso de aire libremente en un sentido, pero no en el contrario. –Válvula simultaneidad: Tiene dos entradas y una salida y realiza la función lógica AND; es decir, habrá aire a presión en la salida cuando haya presión en las dos entradas. –Válvula selectora: Se utiliza cuando se desea que coincidan en una tubería dos flujos neumáticos provenientes de dos tuberías distintas sin que se produzcan interferencias entre los dos. Si a través de uno de los orificios de entrada se introduce aire comprimido, este pasa al orificio de utilización; mientras que el otro orificio de entrada permanece cerrado. Funcionan como una puerta lógica OR.17. Enumera 5 elementos de control en una instalación hidráulica e indique la utilidad de los mismos:
Los elementos de regulación y distribución son las válvulas hidráulicas. Estas nos permiten regular la presión, cerrando o regalando el caudal, dirigiendo el fluido, etc. Podemos clasificarlos en: -Válvulas de cierre. También conocidas como antirretorno. Permiten el paso de fluido en un sentido y lo impiden en el otro. -Válvulas direccionales. Modifican, abren o cierran los pasos del fluido. -Válvulas reguladoras de presión: Mantiene constante la presión del fluido y evita sobrepresiones. -Válvulas limitadoras de presión. Limitan la presión del sistema a un valor determinado. –Válvulas reguladoras de caudal. Mantiene constante el caudal, independientemente de las variaciones de presión.18. Dibujar el símbolo y explicar el funcionamiento dentro de un circuito neumático de la válvula reguladora de caudal:
Las válvulas de control de caudal dosifican la cantidad de fluido que pasa por ellas en la unidad de tiempo. Según si regulan en uno o dos sentidos habrá: Reguladores unidireccionales o bidireccionales.19. Nombre 2 tipos de válvulas de control de caudal y describa el funcionamiento: –
Reguladores unidireccionales: Están dispuestas de manera que el aire comprimido puede circular hacia los lugares de utilización solamente a través de ella. El tornillo de regulación Apretando o aflojando se consigue aumentar o disminuir el caudal. -Reguladores bidireccionales: El aire tiene que pasar obligatoriamente a través de la vía en la que se encuentra el tornillo. Apretando o aflojandolo se consigue aumentar o disminuir el caudal.21. ¿Qué elementos utilizaría para medir la presión de un circuito hidráulico a través de una señal eléctrica?:
Utilizamos el transductor piezoeléctrico que transforma una variación de presión en una señal eléctrica. Su funcionamiento se fundamenta en el fenómeno piezoeléctrico que consiste en que algunos materiales conocidos como materiales piezoeléctricos al ser sometidos a una presión aparecen sobre él cargas eléctricas. Entre estos materiales se encuentran los cristales naturales como cuarzo y materiales sintéticos.. Entre dos placas metálicas se sitúa el material piezoeléctrico que recogen las cargas que aparecen en el cristal al someterlo a una variación de presión.22. Describa las principales características de las bombas hidráulicas:
-Valor nominal de la presión: Es la presión de trabajo para ella cual el cual ha sido fabricada la bomba.–Caudal: Puede variar en función de la frecuencia de rotación de la bomba. Se mide en L/min. -Desplazamiento: Es el volumen de liquido que se bombea den una vuelta completa. –Rendimiento total: Es el cociente entre la potencia hidráulica que produce la bomba y la potencia mecánica que consume.
23. Defina los distintos tipos de bombas hidráulicas e indique sus principales características: –
Bomba de engranajes: Esta compuesta de dos ruedas dentadas. Cuando una gira obliga girar a la otra. De esta manera en la cámara unida al deposito al separarse los dientes provoca la aspiración del liquido a la cámara opuesta. -Bomba de tornillo: Constituida por 2 o 3 tornillos helicoidales que encajan entre si. Uno esta accionado por el motor y transmite el movimiento a los demás, obligando al aceite a trasladarse. -Bomba de paletas deslizantes: Constituida por un rotor que gira y que va provisto de paletas que pueden desplazarse. La cámara aumenta y disminuye de volumen durante el giro. –Bomba de émbolos radiales: Consta de émbolos. Durante el giro los émbolos realizan la aspiración e impulsivo. Se le asocian dos bombas.24. Defina la viscosidad cinemática y exprese de qué depende en un líquido:
Se define como viscosidad cinemática de un líquido al cociente entre viscosidad dinámica y la densidad. En el caso de un líquido al ser incompresible y densidad constante, depende sólo de la temperatura.25. Defina régimen laminar y régimen turbulento: –
Régimen laminar. El flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por láminas delgadas que interactúan solo si existen esfuerzos tangenciales. Este tiene lugar para un número de Reynolds menor o igual que 2000. -Régimen turbulento. El movimiento del fluido es desordenado, y flujo no estacionario y tridimensional. Este tiene lugar para un número de Reynolds mayor o igual a 4000.30. Indicar cómo se puede calcular la potencia hidráulica en función del caudal:
Se conoce como potencia a la cantidad de energía comunicada a fluido en el tiempo determinado: P = W/ t Expresando la energía comunicada (W) en función del volumen del líquido y la altura a la que hay que desplazarla: W = mgh, en función de la densidad, W = dVh sustituyendo en la expresión de la potencia y reordenando términos: P = dVh/t = p Q (p presión, Q caudal). Para una bomba de rendimiento η: P = pQ / η. Las unidades en que se miden son: l/s y m3 / hora.32. Principio de Pascal. Enunciado y aplicación a la prensa hidráulica:
La presión ejercida en un punto de una masa liquida se transmite íntegramente y por igual en todas las direcciones. En la prensa hidráulica consiste en dos recipientes de secciones diferentes que comunican su parte inferior y provistos de émbolos. Si sobre uno se aplica una presión esta se transmitirá al otro con la misma intensidad. p1=p2.F1/S1=F2/S2.33. Bombas hidráulicas: funcionamiento y características: Pregunta 22. Las bombas hidráulicas son maquinas que absorben energía mecánica procedente del motor de accionamiento y comunican energía hidráulica al liquido que atraviesa.