HOME Technology Technology
SITE'S MAP Pneumàtica
   
   
   
 
INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA  
Per Jordi Jordan i Gerard Talavera
En Gerard Talavera va estar alumne meu en diverses matèries del Batxillerat Tecnològic el cursos 2000-01 i 2001-2, però la nostra coneixença venia ja d’alguns crèdits de tecnologia a l’ESO. Excel·lent alumne dit de passada. Sota la meva tutoria va desenvolupar un Treball de Recerca que hauria de servir com a material didàctic a l’hora d’explicar la pneumàtica al Batxillerat tot i emprant l’Equip Pneumàtic BTT03. Part d’aquest treball es recull en aquesta plana web que jo mateix he ampliat i adequat. Les imatges pertanyen als materials de l’equip i a l'excel·lent CD-ROM que NORGREN a posat a la nostra disposició (més endavant seran ampliades amb pròpies). Si voleu ampliar els continguts a qui exposats feu una amplia passejada per ell, restareu com a mínim, sorpresos.
També he de donar gràcies al Sr. Iñaki Pascual Enginyer de Norgren, pel meravellós curs que va impartir als formadors que desprès haurien de formar la resta de professors de Tecnologia de tota Catalunya en l’ús d’aquest equip d’assaig de tecnologia pneumàtica i electropneumàtica BTT03
Introducció a la Pneumàtica.  

Si hem d'introduir-nos en el món de la pneumàtica, abans caldrà tenir molt clars alguns conceptes relacionats amb les propietats i el comportament dels fluids. No hem dòblidar que hem de complir uns objectius ben concrets i definits amb aquesta unitat didàctica.

Entendrem com a Pneumàtica la técnica que tracta de l'aprofitament de les propietats de l'aire comprimit.
Objectius Generals de la Unitat didàctica.  
  • 1. Assolir coneixements dels fonaments de la mecànica de fluids, així com de les propietats dels fluids, per tal de compredre el funcionament d'una istal·lació pneumàtica.
  • 3. Conèixer el funcionament i els tipus de components utilitzats en nstal·lacions pneumàtiques.
  • 4. Conèixer la simbologia ha emprar.
  • 5. Saber quin tipus d'elements cal utilitzar per produir i distribuir aquest tipus d'energia. Quins pel processament dels senyals d'entrada, pel tractament aquestes senyals, i com actuaran sobre els elements de sortida.
  • 6. Realitzar, interpretar i analitzar circuits pneumàtics senzills.
  • 7. Emprar les TIC en el desenvolupament dels exercicis, cerca de informació i en el desenvolupamet de materials didàctics.
  • 8. Realització d'exercicis teòrics i pràctics (reals i simulats) per tal de comprovar els coneixements assolits.
NOTA: Els exercicis reals es desenvoluparan amb l'equip de tecnologia electro pneumàtica BTT03. Els simulats amb demostracions de programes com ara el pneusim de Norgren.
Propietats dels fluids.  

 

  • Dividirem els fluids en líquids i gasos.
    • Els líquids són fluids gairebé incompressibles i ocupen un volum definit.
    • Els gasos són compressibles i ocupen tot el volum del recipient que els conte.
  • Els fluids són compressibles, ofereixen poca resistència als canvis de forma i no poden suportar forces tangencials.

Primer serà necessari fer algunes consideracions:

El pes específic d'una substància és directament proporcional al seu pes per unitat de volum.

 

La densitat específica o absoluta d'un cos és directament proporcional a la seva massa i inversamet proporcional a la unitat de volum.

La densitat relativa és la relació entre la densitat específica d'un cos i l'altra substància d'igual volum que s'agafa com a referència. Pels líquids normalment es fa servir l'aigua (a 20 ºC), i als gasos a l'aire en condicions normals.
El volum específic d'un cos o d'una substància és el volum que ocupa 1 kg de la seva massa.

La viscositat d'un fluid és aquella propietat que determina la quantitat de resistència que oposa un fluid a les forces tallants.

Observem el següent model matemàtic per tal d'entendre aquest efecte.


Si considerem dues plaques planes, paral·leles, de grans dimensions, separades per una petita distància que ocuparà un fluid. Si apliqem una força constant sobre la placa superior, la velocitat serà constant. Per tant podem dir que existeix una interacció entre la placa i el fluid. El fluid en contacte amb la placa mòbil s'adhereix i es mou a la mateixa velocitat V, mentre que el fluid en contacte amb la placa fixa romandrà en repòs. Podem doncs afimar que la viscositat dinàmica o absoluta es la interacció existent entre el fluid i les dues plaques que fa que s'exerceixi una força contraria al moviment.

 
Anomenarem viscositat cinemàtica d'un fluid la capacitat que té de fluir. En un líquid la viscositat cinemàtica disminuirà a l'augmentar la temperatura, però no es veurà afectada per les variacions de pressió, ja que els efectes produïts són gairebé imperceptibles. La viscositat absoluta dels gasos augmentarà a l'augmentar la temperatura. La viscositat cinemàtica és inversament proporcional a la pressió. Al disminuir la temperatura d'un líquid la capacitat de fluir disminueix, el punt en el qual el líquid deixa de fluir, s'anomena punt de fluïdesa.
Entendrem com a pressió del vapor la pressió que exerceixen les molècules del vapor quan es troben dins un recipient tancat. La pressió del vapor depèn de la temperatura, augmentarà amb ella. Com que el vapor és un gas, aquest ocuparà tot el recipient i exercirà una pressió igual en totes les parets del recipient que el conté.

La tensió superficial d'un líquid és el treball que s'ha de realitzar per portar una molècula des de l'interior d'aquest fins la superfície, per tal de crear una nova unitat de superfície.

La resultant de totes les forçes aplicades a una molècula situada en l'interior d'un líquid (forces en totes direccions) és 0. Però si aquesta molècula està situada en la superfície del líquid, la força resultant serà perpendicular a la superfície. Per tant si el que es vol és moure les molècules d'un fluid cap a la superfície s'haurà de consumir un treball per tal de vèncer la resistència d'aquestes forces.

Capil·laritat. L'elevació o el descens d'un líquid per un tub capil·lar (tub de diàmetre inferior als 10mm) o medis porosos produït per la tensió superficial, dependrà de les magnituds relatives de cohesió del líquid i de l'adhesió del líquid a les parets del tub.

El mòdul volumètric d'elasticitat expressa la compressibilitat d'un fluid. Es la relació de la variació de pressió entre la variació de volum per unitat de volum.

 
Mecànica dels fluids.   
És la branca de la mecànica que estudia el comportament dels fluids, ja sigui en repòs o en moviment. Són aquests els dos estats que pot presentar un fluid. Aixi doncs que podrem dividir la mecànica de fluids en dos parts, la hidrodinàmica i la hidrostàtica, tot i que en els casos en que el fluid serà comprimit caldrà tenir en compte els principis de la termodinàmica.
 
  Hidrostàtica
En hidrostàtica treballarem fonamentalment el concepte de pressió. Aquesta pressió farà referència als efectes d'una força (produïda per un sòlid, un líquid o un gas) que actuarà distribuïda sobre una superfície. I és que aquesta pressió tindrà una importància fonamental al temps de realitzar càlculs reals, ja que els efectes produïts per la pressió ( cal recordar que pressió és força per unitat de massa) faran variar el disseny final de tota aplicació industrial.
La hidrostàtica és la part de la mecànica que estudia els fluids en repòs.
  Hidrodinàmica

El flux de fluids és molt complex i no sempre es pot estudiar de forma exacta, ja que les partícules d'un fluid en moviment poden tenir diferents velocitats i estar sotmeses a diferents acceleracions.

Els tres principis fonamentals que s'apliquen al flux de fluids són:

El principi de conservació de la massa (equació de la continuïtat)
El principi de l'energia cinètica
El principi de la quantitat de moviment

Per tal de mesurar la quantitat de fluid que circula per una canonada durant una unitat de temps s'utilitza el cabal. Aquesta quantitat de fluid es pot expressar en massa (cabal màssic) o en volum (cabal volumètric). Les unitats més utilitzades són kg/s o el m3/s. En els gasos generalment la quantitat de cabal està relacionada amb la pressió.

La hidrodinàmica és la part de la mecànica que estudia els fluids en moviment.
   
 
DownLoad Plug-in   JordianWeb Optimized Web for: IE 6.0. 1024x768 32bits.Since 19/03/2003- DownLoad Plug-in