Posteado por: marcelocassani | 20 de octubre de 2014

Por que se genera vacio con aire comprimido? Como funciona?

Desde hace varios años, es muy común ver en la industria unos generadores de vacío que actúan por principio de Venturi.

Estos se usan para tomar piezas por vacio sin necesidad de contar con una bomba de vacío, no requieren de gran mantenimiento, pueden operar en un amplio margen de temperatura, son livianos y pueden ser montados en cualquier lugar y posición. El gran argumento de venta de estos equipos es que son libres  de mantenimiento, lo cual es relativo porque siempre hay que estar muy atento a los taponamientos en silenciadores para que no pierdan efectividad.

Considerando que el aire comprimido es una energía muy costosa, no es una gran idea generar vacio con aire comprimido para muchas de las aplicaciones que se ven a diario en la industria, pero el costo relativamente bajo frente a una bomba de vacio eléctrica, hace de estos elementos la elección preferida de los fabricantes de maquinas para reducir sus costos, pero no los de operación de los clientes.

Veamos el caso de un generador de un fabricante alemán de primera línea con conexión G1/4″ de entrada y su tobera de 1.5 mm de diámetro. El rendimiento de estos es casi del 70% es decir absorben 69 Lts/min con un nivel de vacío de 85% y consumen 102 de aire a 6 bar. Esto nos da un elevadísimo costo de operación. Pero no nos centraremos en estas cuestiones hoy.

El caudal de alimentación (o gasto de aire) se define como el producto de la sección por la que fluye el fluido y la velocidad a la que fluye. En dinámica de fluidos existe una ecuación de continuidad que nos garantiza que en ausencia de fuentes o sumideros, este caudal es constante.

Como consecuencia directa de esta continuidad del caudal y la ecuación de Bernoulli tenemos un tubo de Venturi que tiene una conexión de entrada de sección S1 por la que fluye un fluido y que en una parte se estrecha S2, teniendo ahora una sección 2 menor que la 1, S2<S1.

Como el caudal se conserva entonces tenemos que la velocidad debe aumentar resultando V2>V1, por lo que si la ecuación de Bernoulli es:

vacio

En la ecuación de Bernoulli intervienen los parámetros siguientes:

P: Es la presión estática a la que está sometido el fluído, debida a las moléculas que lo rodean

ro: es la densidad del fluído.

v: Velocidad de flujo del fluído.

g: Valor de la aceleración de la gravedad.

h: Altura sobre un nivel de referencia.

Entonces al tener una diferencia de alturas despreciable consideramos que h1 =h2, y con la condición anterior de las velocidades veremos que necesariamente P1 > P2.

Es decir que un estrechamiento en un tubo horizontal (puede ser vertical con corta distancia también) implica que la presión estática del líquido disminuye en el estrechamiento por lo que se genera una depresion que tira el aire para adentro del tubo lo cual es utilizado para succionar piezas por medio de ventosas y asi poder manipularlas como se ve en los ejemplos que estan mas abajo.

vacio2

vacio3

Hasta la próxima,

Marcelo Cassani

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