Produzione e trattamento dell’aria compressa In tutte le lavorazioni industriali si tende sempre più ad utilizzare macchine che compiono lavoro meccanico sfruttando alcuni fluidi compressi

I fluidi compressi maggiormente utilizzati sono: L’aria L’olio

L’aria compressa viene prodotta dai compressori L’olio (che è incomprimibile) viene spinto da una pompa che imprime solo movimento, la pressione viene generata quando il fluido incontra degli elementi che oppongono resistenza (es. cilindri)

L’aria compressa viene utilizzata nei SISTEMI PNEUMATICI L’olio viene utilizzato nei SISTEMI OLEODINAMICI quando si richiede una elevata precisione di movimento. In questa trattazione ci occuperemo dei sistemi pneumatici

SISTEMI PNEUMATICI I sistemi pneumatici utilizzano l’aria compressa prodotta dai compressori che possono essere di tipo: Volumetrico Dinamico L’aria viene ingabbiata e costretta ad adattarsi ad uno spazio minore. La portata che si ottiene è di tipo intermittente Convogliano l’aria in un condotto con sezione più grande. La portata che si ottiene è di tipo continuo Per impianti a grandi portate Per impianti con portate da 6 a 12bar

L’aria Azoto 78% Ossigeno 21% Altri Gas 1% L’aria è una miscela di gas costituita da: Azoto 78% Ossigeno 21% Altri Gas 1% POLVERI VAPORE ACQUEO

La presenza di polveri e di umidità, per la condensa a cui essa può dare luogo, ostacolano la produzione di aria compressa e possono portare danni agli impianti pneumatici . Per la produzione dell’aria compressa è necessario quindi apportare alcuni accorgimenti.

I Procedimenti seguiti per la produzione dell’aria compressa sono schematizzati in figura con i segni grafici UNI M 2 3 5 4 1 6 7 8 9 10 Filtro aria Compressore Refrigeratore Valvola di non ritorno Serbatoio Manometro Separatore di condensa Essiccatore Motore Pressostato

L’aria viene compressa L’aria viene raffreddata nel refrigerante L’aria viene aspirata e filtrata per togliere le polveri e le particelle solide L’aria viene compressa L’aria viene raffreddata nel refrigerante L’aria attraversa la valvola di non ritorno che apre quando la pressione diminuisce L’aria viene immagazzinata nel serbatoio Viene misurata la pressione Viene scaricata la condensa tramite il separatore L’aria viene essiccata e immessa nella rete Il motore del compressore è regolato da un pressostato, che è un dispositivo che lo mette in funzione quando la pressione scende al di sotto di un valore fissato 6 Filtro aria Compressore Refrigeratore Valvola di non ritorno Serbatoio 3 4 8 5 Manometro Separatore di condensa Essiccatore Motore Pressostato 2 M 7 1 9 10

Grandezze fisiche fondamentali della pneumatica Pressione Portata

Pressione p = pressione in Pascal (Pa) La pressione p è il rapporto tra la forza che agisce perpendicolarmente su una superficie e la superficie stessa. p = pressione in Pascal (Pa) F = forza applicata in Newton (N) S = superficie in metriquadri (m2) 1 Pa è la pressione esercitata da 1 Newton sulla superficie di 1 m2

1 bar = 105 Pa Es. 14000 Pa = 0,14bar Pressione La pressione p si misura in Pascal, ma essendo questa una unità di misura molto piccola l’unità di misura di uso corrente è il bar 1 bar = 105 Pa Es. 14000 Pa = 0,14bar

Pressione Pressione atmosferica Pressione relativa Pressione assoluta La pressione atmosferica è la pressione esercitata dall'atmosfera su una superficie, precisamente dalla colonna d'aria sovrastante la stessa. 1 atm = 760 mm Hg La pressione va distinta in: Pressione atmosferica Pressione relativa Pressione assoluta La pressione relativa è la pressione esercitata dal gas (aria) sulle pareti del recipiente che lo contiene. La pressione assoluta è la somma delle due precedenti.

Portata Portata volumetrica 2. Portata massica totale La portata va intesa come la quantità di fluido DV che la macchina emette in un dato tempo Dt Q = DV/Dt Poiché la la quantità di fluido può essere vista come volume, massa è possibile definire la: Portata volumetrica 2. Portata massica totale La portata volumetrica è il volume di fluido che attraversa una generica sezione nell’unità di tempo. Essa viene indicata con Qv , si calcola moltiplicando l’area della sezione e la velocità media del fluido in essa, secondo la formula: Qv = A v e si misura in m3/s La portata massica totale è la massa di fluido che attraversa una generica sezione nell’unità di tempo. Essa viene indicata con Qm , si calcola moltiplicando la densità del fluido per l’area della sezione e la velocità media del fluido in essa, secondo la formula: Qm = r A v e si misura in Kg/s

Leggi dei gas a temperatura assoluta T (che parte da – 273°) Se consideriamo un volume V di gas, a temperatura assoluta T (che parte da – 273°) soggetto ad una pressione p, le grandezze p, V e T sono legate dalla seguente relazione: Equazione di stato

L’equazione di stato ci porta a considerare che per T costante p1 V1 = p2 V2 = costante p costante V1 / T1 = V2 / T2= costante V costante p1 / T1 = p2 / T2= costante V1 > V2 p1 < p2 T1 <T2 V1 < V2 T1 <T2 p1 < p2 Diminuendo il volume del gas dal volume V1 al volume V2, la pressione aumenterà da p1a p2 Riscaldando il contenitore da T1a T2 il volume del gas aumenterà da V1a V2 Riscaldando il contenitore da T1a T2 la pressione del gas aumenterà da p1a p2