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Velocidad de transporte / velocidad del aire

Cálculos de velocidad del aire en tuberías: guía paso a paso

Valores recomendados de velocidad del aire en tuberías de transporte neumático

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Resumen de la sección
1. Definición de velocidad del aire en tubería
2. Cálculo de velocidad del aire en tuberías
3. Valores habituales para transporte neumático en fase diluida y fase densa
4. Calculadora en Excel de velocidad del aire en tuberías

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1. Definición de velocidad del aire en tubería

¿Qué es la velocidad del aire en tuberías?

La velocidad del aire de transporte es la velocidad a la que circula el aire en la tubería de transporte de una línea de transporte neumático. La velocidad del aire varía a lo largo de toda la línea de transporte según la evolución de la presión/temperatura, por lo que siempre se debe referir a una posición de referencia (inicio o final de la línea) al calcular la velocidad del aire. A veces, la velocidad del aire se denomina velocidad de transporte.

2. Cálculo de la velocidad del aire en tuberías

¿Cómo se calcula la velocidad del aire en tuberías?

La velocidad del aire en las tuberías se calcula dividiendo el caudal volumétrico de aire (m^³/s) entre la sección transversal de la tubería (m^²).

Donde:

- u_{_aire} = velocidad del aire en la tubería de transporte de diámetro D (m/s)
- Q_{_aire} = caudal volumétrico de aire (m^³/s)
- D = diámetro de la tubería (m)

Téngase en cuenta lo siguiente: el caudal volumétrico de aire varía con la presión y la temperatura a lo largo de la línea de transporte, la presión disminuye, por lo que el aire se expande, lo que incrementa el caudal volumétrico y, por tanto, la velocidad del aire de transporte es mayor (a D constante). Para contrarrestar este fenómeno, es posible cambiar el diámetro de la tubería, por lo que D puede no ser constante a lo largo de una misma tubería.

¿Cómo calcular la velocidad del aire en tuberías? Paso a paso ejemplo de cálculo

Un sistema de transporte en fase diluida, que opera por vacío, transporta un producto desde una estación de descarga hasta un receptor. La línea de transporte está impulsada por un soplante Roots que aspira 400 Nm^³/h de aire. La temperatura es de 20 °C. La presión en el receptor es de -0,3 bar manométricos. El diámetro interno de la tubería es de 80 mm. ¿Cuál es la velocidad del aire al inicio y al final de la tubería?

Inicio de la tubería

Al inicio de la tubería, la presión es atmosférica y la temperatura es de 20 °C.

PASO 1: calcular el caudal volumétrico de aire en las condiciones del inicio de la tubería.

La fórmula de cálculo está disponible aquí.

Q_{_aire} = Q_{_VN}.T/273 * 1,013/P = 400 * 293 / 273 * 1,013 / 1,013 = 429 m^³/h = 0,119 m^³/s

PASO 2: calcular la velocidad de transporte del aire

u_{_aire} = Q_{_aire} / (π.D^²/4) = 0,119 / (π * 0,08^²/4) = 23,7 m/s

Final de la tubería

Al final de la tubería, la presión es de -0,3 bar manométricos y la temperatura es de 20 °C.

PASO 1: calcular el caudal volumétrico de aire en las condiciones del final de la tubería.

La fórmula de cálculo está disponible aquí.

Q_{_aire} = Q_VN.T/273*1.013/P = 400*293/273*1.013*(1.013-0.3) = 609 m³/h = 0,169 m³/s

PASO 2: calcular la velocidad de transporte neumático del aire

u_aire = Q_aire / (π·D²/4) = 0,169/(π*0,08²/4) = 33,7 m/s

¿Cómo calcular el caudal a partir de la velocidad del aire y el diámetro de la tubería?

La Ecuación 1 también puede utilizarse cuando se conoce la velocidad del aire y el diámetro de la tubería. Así es posible calcular el caudal de aire:

Q_{_aire} = u_{_aire} · π·D²/4

Nuevamente, dado que el aire es compresible, el caudal variará según la presión, y por tanto, según la posición en la tubería.

3. Valores habituales de velocidad del aire para transporte en fase diluida y densa

¿Cuál es la velocidad típica del aire en el transporte neumático?

Cada línea de transporte es única y tendrá su velocidad de aire específica; sin embargo, pueden darse algunos órdenes de magnitud tanto para fase diluida como densa.

Tabla 1: Velocidad de referencia del aire al final de la línea para transporte en fase diluida y densa

Observe que la velocidad real del producto transportadoes menor que la velocidad del aire de transporte.

4. Calculadora Excel de velocidad del aire en tuberías

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