Ayuda para calculo de presion

[bomberos075]

Hola, soy nuevo en el foro, soy Bombero y en nuestro cuartel estamos fabricando un simulador de incendios. Mi consulta viene a lo siguiente, tenemos que presurizar con aire comprimido un contenedor del tamaño de una garrafa de 15 Kg., el cual debe mantener una presión constante de 8 Kg/cm2. A qué presión debo cargar el contenedor de aire para que me mantenga la presión que deseo?

[Richard R Richard]

Re: Ayuda para calculo de presion

Hola

como primera medida, y aunque suene muy obvia la respuesta deberás superar los 8 kg/cm2.

Pero bien mas me preocupa si he entendido bien que quieres decir con la expresión "que me mantenga la presión que deseo"

una cosa es cargar de aire hasta 8 kg/cm2 y otra cosa es proveer desde ese recipiente 8 kg/cm2 de forma constante durante un lapso de tiempo.

Para lo primero tienes que superar los 8kg/cm2 de presión en el llenado, puedes ir probando la presión interior con medidor similar a los que se usan en los neumáticos de los automóviles.

Pero para lo segundo deberás aplicar mucha mayor presión ( ten cuidado de no superar la que resista el recipiente, pues puede estallar), así podrás poner dentro del recipiente mayor cantidad de volumen de aire e ir liberandolo paulatinamente a la presión deseada. Lo puedes lograr colocando un regulador de presion a la salida del recipiente, así controlaras la presión de aire para que sea solo 8 kg/cm2. Es algo muy similar a lo que usan los buzos. A mayor volumen ingresado en el recipiente sera mayor el tiempo al que podrás extraerlo a presión constante.

[bomberos075]

Re: Ayuda para calculo de presion

Para que se entienda bien... tengo una garrafa de 15 Kg. la cual usamos como contenedor de líquido, ese contenedor lo tengo que presurizar a 8 Kg, lo cuál me va a servir para que expulse el líquido mas fuerte. Esa presión se tiene que mantener hasta que se termina el líquido.
La idea era usar como contenedor de aire un tubo de gas de 45 Kg. cargado de aire. El tema es que el compresor que tengo no carga a más de 8 Kg. de presión.
Por lo que me expresás, tendría que optar por la opción de cargar el tubo de 45 Kg. a mayor presión. ¿De cuánto sería esa presión de llenado?

[Richard R Richard]

Re: Ayuda para calculo de presion

Ahora he entendido bien

la cantidad de aire que deberas poner va a depender del volumen de liquido que haya en el interior antes de presurizar.

Como no tengo las dimensiones hago un calculo sencillo para luego lo sigas con las dimensiones y mediciones reales.

Para saber el volumen interior del recipiente , lo colocas en una balanza vacío y lo pesas, luego complétalo con agua y vuelve a pesar, la diferencia de peso es un buen indicador del volumen interior

Si te da "30" kg es que tienes aproximadamente "30" litros de agua osea un volumen interior de "30" litros.

Si colocas por ej 20 litros del liquido a impulsar te quedaran 10 litros para que entre el aire a presión.

Luego puedes aplicar la ley de los gases ideales que dice $P_{inicial}=\dfrac{P_{final}.V_{final}}{V_{inicial}}$


$V_{inicial}$= Volumen inicial disponible de aire ( los 10 l )
$V_{final}$= Volumen final de aire sera el de todo el contenedor cuando este quede vacio de liquido ( los 30 l )
[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] =Presion al final del vaciado (seran tus 8 kg/cm2)

Asi

$P_{inicial}=\dfrac{P_{final}.V_{final}}{V_{inicial}}=\dfrac{8.30}{10}=24 kg/cm2$

Repito que este es un calculo que me he inventado para explicarte.

Es sencillo ver que cuanto mas volumen de liquido a impulsar pones dentro del recipiente mayor sera la presion que debas hacer sobre el poco aire que le agregues, para que lo pueda impulsar.
Por otro lado si aumentas el volumen del recipiente bajas la presión de llenado, para la misma cantidad de liquido a impulsar, pero nunca sera inferior a 8 kg/cm2

Una aclaración para que el liquido sea expulsado la válvula debe hallarse en la parte inferior del recipiente o contar con un tubo de sifon, que tome el liquido por la parte inferior del recipiente.

Ahora bien , si o si debes colocar un regulador de presión a la salida, pues si no lo colocas , la presión inicial de impulsión serán los 24 kg/cm2 y solo tendrás 8kg/cm2 al final cuando todo el liquido haya sido expulsado.

Los resultados del calculo que tu hagas nunca deberán sobrepasar la presión máxima admisible para tu recipiente.

Esto limita tu volumen de liquido a incorporar de la siguiente manera

$V_{inicial aire}=\dfrac{P_{final}.V_{final}}{P_{Maxima}}$

Suponiendo la presión máxima del recipiente en 20 kg/cm2

$V_{inicial_aire}=\dfrac{8.30}{20}=12 litros$

Por lo que el volumen de liquido que podrás poner en el interior sera $V_{final}-V_{inicial_aire}=30 - 12 = 18 litros$

Asi ves que cualquier recipiente que soporte mas de 8kg/cm2 te servira pero debes buscar uno que te permita sacar todo el liquido que quieras impulsar, que tampoco se el dato ni la presion maxima del recipiente como para ser mas preciso en la recomendación.

No dejes de consultar si te quedan dudas. Saludos