PIERDERI DE SARCINA IN CIRCUITELE PNEUMATICE

In instalatiile pneumatice, in timpul functionarii acestora, aerul curge prin conducte si elemente ca: tevi, furtune, coturi, recipienti, diferite tipuri de aparate pneumatice, etc, avind diferite viteze si presiuni; un efect nedorit al acestei curgeri este scaderea presiunii sale de-a lungul traseului parcurs, precum si o limitare a debitului.

Aerul, ca si celelalte fluide, are vascozitate, adica proprietatea de a se opune miscarii relative a particulelor din care este compus.

Experimental s-a constatat ca stratul de fluid aflat in contact direct cu conducta nu se misca fata de peretele respectiv.

Acest lucru este ilustrat in figura 1, care prezinta modul in care variaza viteza fluidului ce curge printr-o conducta. Rugozitatea peretilor conductei determina aparitia unor forte de frecare ce se opun miscarii (rezistenta liniara) si o scadere a presiunii datorita efortului de invingere a acestor forte. Aceasta scadere a presiunii la trecerea aerului prin conducte se numeste pierdere de sarcina liniara sau cadere de sarcina liniara.

Din punct de vedere energetic, conducta este o rezistenta liniara (presiunea se pierde de-a lungul conductei). Teoretic, pentru lungimi de conducta de pana la 50m, caderea de sarcina liniara este nesemnificativa.

In fig.2 este ilustrata caderea de presiune Dp de-a lungul unei conducte de lungime l.

In afara de conducte, retelele unei instalatii pneumatice mai cuprind diverse organe, ca: ventile, filtre, coturi, racorduri, etc.

Acestea introduc schimbari bruste de sectiu-

ne sau schimbari ale direc-

tiei de curgere a aerului, ceea ce determina aparitia unei turbulente sporite si cresterea consumului de energie prin frecare. Din punct de vedere energetic, toate aceste elemente se numesc rezistente locale, iar caderea de presiune datorata lor se numeste pierdere de sarcina locala.

Exemple de rezistente locale sunt date in figura 3:

In fig.4 sunt reprezentate caderile de presiune (liniare si locale) care apar pe un tronson de conducta.

In literatura de specialitate sunt definiti parametrii caracteristici ai rezistentelor liniare si locale, numiti coeficienti de pierderi liniare si locale, si formule de calcul aplicabile tipurilor de curgere permanenta si nepermanenta, laminara si nelaminara.

In practica, avem de-a face cu retele (circuite) complexe, al caror calcul este uneori extrem de dificil. Pentru usurarea calculelor se aplica ipoteze simplificatoare ce introduc abateri rezonabile si faciliteaza proiectarea circuitelor pneumatice.

Retelele complexe, in general, includ toate tipurile de rezistente, in diferite configuratii.

La proiectarea unei actionari pneumatice este necesar un calcul de determinare a debitului de aer prin retea, atunci cand se cunosc presiunile de intrare si iesire sau invers, determinarea presiunii de intrare si iesire, necesare pentru a asigura un anumit debit.

Caderile de presiune sint factori generatori de importante pierderi de energie si nu pot fi eliminate in totalitate, ci doar limitate prin masuri specifice:

Pozarea in circuit inchis a retelelor de alimentare cu aer comprimat, tinindu-se seama de lungimea acestor retele.

Dimensionarea corecta a traseelor (tevi, furtune) si a aparatelor pneumatice in faza proiectarii instalatiei pneumatice.

Filtrarea corespunzatoare a aerului utilizat, pentru evitarea depunerii reziduurilor pe trasee, deci a micsorarii sectiunilor de curgere (o ingustare a diametrului unei tevi cu 20% duce la dublarea caderii de presiune in zona respectiva).

Pozarea corecta a conductelor si a furtunelor, evitindu-se buclele(coturile) foarte strinse si strangularea furtunelor.

Verificarea atenta a acestor bucle dupa orice tip de interventie asupra atilajelor echipate pneumatic.

Functionarea masinilor echipate pneumatic la presiunea indicata de furnizor (in multe cazuri, se prefera functionarea acestor masini la presiuni mai mari, "ca sa fie"). Presiuni mai mari inseamna viteze de curgere mai mari prin conducte, deci caderi de presiune mai mari.

Tema:

1. Identificati valoarea presiunii aerului in doua puncte de pe retea:

la iesirea din compresor/uscator