Caudal es la cantidad de materia que se mueve por unidad de tiempo. Generalmente, la cantidad de materia (fluido en este caso) puede expresarse cómo masa o volumen. Por ejemplo, el caudal másico puede ser en unidad de libras por minuto o kilos por hora. El caudal volumétrico se expresa en pie cúbico por minuto, metro cúbico por minuto o litros por hora. El truco se encuentra dónde el caudal volumétrico se utiliza para gases compresibles a diferentes altitudes.
Durante la historia de los compresores de aire, se pudo calcular el volumen de aire ingresante a compresor mediante el tamaño del cilindro. Con el volumen de la cámara de compresión y las rotaciones por minuto del motor, RPM, se podía calcular el caudal volumétrico de aire. Una vez que las condiciones cómo densidad de aire, temperatura y humedad relativo son modificadas, los valores del caudal volumétrico cambian.
Partiendo de que buscamos el caudal de aire ingresante (aire ambiental) al compresor, ¿qué sucedería a diferentes altitudes? Es conocida la dificultad para respirar en altura dado que el aire es menos denso lo que significa que para cierto volumen de aire, la masa de aire es menor. Esto se expresa cómo volumen específico. Los compresores de aire operan de la misma manera.
Verifiquemos la Ley de Gases Ideales, ecuación 1:
Ecuación1: P*v=R*T
• V – Volumen Específico
• R- Constante Universal de Gases
• T – Temperatura Absoluta
• P- Presión Absoluta
En una relación comparativa, podemos demostrar que los cambios pueden ocurrir si los compresores se encuentran a diferentes altitudes, dando modificaciones en la densidad de aire y presión. Si mantenemos la misma temperatura, podríamos derivar desde la ecuación 1:
Ecuación 2: P1*v1=P2*v2
• P1 – Presión Absoluta a Nivel de Mar
• v1- Volumen Específico del Aire a P1
• P2 – Presión Absoluta en Elevación
• v2- Volumen Específico del Aire a P2
El volumen específico es la inversa de la densidad, por lo tanto su unidad podría ser ft³/lb o M³/kg. Si por ejemplo un compresor de 2 MCM al nivel del mar, producirá 2 metros cúbicos por minuto (m³/min). Podemos calcular el caudal de aire que produce a 1500 metros sobre el nivel del mar. La presión al nivel del mar es 1 bar abs., y la presión a 1500 metros es de 0,845 bar abs.
Entonces, si miramos la Ecuación 2, podemos reorganizar los valores para encontrar el cambio en el volumen específico desde el nivel del mar (P1) hacia 1500 metros (P2):
v2/v1=P2/P1 = 0,845 bara / 1 bara = 0,845
Entonces, con el compresor de 2 MCM sólo producirá 2 * 0,845= 1,69 MCM (m³/min, metro cúbico por minuto).
Cuando dimensione un compresor de aire, es importante conocer estas condiciones. En este artículo se ha discutido los efectos de la altitud en la admisión de un compresor de aire. Pero, no importa el tamaño, elevación o tipo de compresor, los productos de Soplado de Exair cómo las Cortinas de Aire Longitudinales, Pistolas o Boquillas de Soplado le permitirá ahorrar energía y aumentar su seguridad.
