SHK-004c Ejercicios de compresores.

Apartado sólo para repasar los problemas de física en el buceo.
Ejercicios para hacer entre todos. Leyes de física en el buceo.
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Shurikken
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SHK-004c Ejercicios de compresores.

#1 Mensaje por Shurikken »

A TENER EN CUENTA:

-Para estos ejercicios no tendremos en cuenta las comprensibilidad de los gases ni las temperaturas.1

Ejercicio: SHK-004c

Vamos a un centro donde tienen un compresor que no sabemos a cuantos litros por minuto carga, han instalado un antirretorno al final de cada manguera de carga, para que no pase el gas de una botella a otra.

En una de las mangueras de carga del compresor tenemos que cargar un bibotella de 2x12l el cual ya tiene 52 bar dentro y en la otra manguera a su vez tenemos que cargar una botella de 18l que ya contiene 120 bar.

Tenemos como dato que el compresor ha tardado en llenar a 200 bar una botella de 15l que contenía 30 bar exactamente 15 minutos y 27 segundos.

¿Cuál es la capacidad de carga en L/min del compresor?
¿Cuánto tiempo tardaremos en cargar el bibotella de 2x12 a 232 bar?
¿Cuánto tiempo tardaremos en cargar la botella de 18l a 200 bar?
M. Albertos

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Ramon Roqueta
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#2 Mensaje por Ramon Roqueta »

15lt x 30 bar = 450 lt.

15lt x 200 bar = 3.000

A llenar = 2.550 litros.

Si el compresor ha llenado 2.550 litros en 15' 27'' veremos con una regla de tres que (15,27 x 3.000)/2.550 nos da 17' 96'' el tiempo que tarda ese compresor en llenar desde cero un 15lt a 200 bar.

Si hacemos otra regla de tres, vemos que si (17,96 x 3.000)/1.000 nos da que el compresor tardaría 5'98 segundos en llenar 1.000 litros, que es un (1 metro cúbico). Por tanto, con otra regla de tres vemos que 60/5,98 nos da 10,03. Vemos pues que el compresor tiene un capacidad de 10m3/h.

Bibotella:
24lt x 180 bar = 4.320 lt. a cargar.

Si podemos cargar 10.000 litros en 60 minutos, para cargar 4.320 litros tardaremos 12'9'' en tenerla. Ya que hemos dividido por dos la capacidad de carga:

Botella:
18lt x 80 bar = 1.440 lt. a cargar.

Si podemos cargar 10.000 litros en 60 minutos, para cargar 1.440 litros tardaremos 8'6'' en tenerla.

Es supertarde y lo más seguro es que algo esté mal, o sea que mañana me pegas la reprimenda. :mrgreen:

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Shurikken
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#3 Mensaje por Shurikken »

El compresor carga a 165L/min

El 18L empieza a cargar a los 9 min 53 seg, cuando la presión sube hasta los 120bar.

30 min 15 seg la de 18L a 200bar al llegar a los 200bar cerramos el grifo del 18L y 34 min 54 seg el 2x12L a 232bar.
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Guillermo A.
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#4 Mensaje por Guillermo A. »

borrado por estar repetido. :sorry:
Última edición por Guillermo A. el 20/May/2009, 22:34, editado 1 vez en total.
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#5 Mensaje por Guillermo A. »

una preguntilla.

¿la velocidad de carga es siempre la misma?

me refiero que cuando empiza a cargar y la botella a cargar esta vacia o casi vacia al compresor no le costara cargarla pero segun sube la presion de la botella a cargar al compresor le constara mas llenarla ¿no?
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#6 Mensaje por Shurikken »

Guillermo A. escribió:una preguntilla.

¿la velocidad de carga es siempre la misma?

me refiero que cuando empiza a cargar y la botella a cargar esta vacia o casi vacia al compresor no le costara cargarla pero segun sube la presion de la botella a cargar al compresor le constara mas llenarla ¿no?
Hola, según mi lógica la velocidad de carga se mantiene, el aire que sale del compresor desde el primer momento ya sale a la presión máxima de trabajo, en cada una de las etapas o cilindros del compresor el aire se comprime un ratio aproximado de 1 a 6.1 veces, por lo cual en la última fase ya sale el aire comprimido a la presión máxima de trabajo, vamos que sale a la misma presión desde el comienzo de la carga hasta el final, el aire al salir se expande por el circuito de carga y la botella y pierde presión, hasta que la presión va aumentando y alcanza la presión máxima que tengamos en la válvula de sobrepresión.

Si esto no es correcto, por favor que me corrijan. Gracias.
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Ramon Roqueta
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#7 Mensaje por Ramon Roqueta »

Shurikken escribió:
El 18L empieza a cargar a los 9 min 53 seg, cuando la presión sube hasta los 120bar.
30 min 15 seg la de 18L a 200bar al llegar a los 200bar cerramos el grifo del 18L y 34 min 54 seg el 2x12L a 232bar.
:prd:

Guillermo: en el fondo es la gracia de las distintas etapas de los compresores, no?. Por eso están ahí.

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Guillermo A.
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#8 Mensaje por Guillermo A. »

Ramon Roqueta escribió:
Shurikken escribió:
El 18L empieza a cargar a los 9 min 53 seg, cuando la presión sube hasta los 120bar.
30 min 15 seg la de 18L a 200bar al llegar a los 200bar cerramos el grifo del 18L y 34 min 54 seg el 2x12L a 232bar.
:prd:

Guillermo: en el fondo es la gracia de las distintas etapas de los compresores, no?. Por eso están ahí.
Wuenas Ramon, en realidad no tengo ni idea de como funcionan los compresores ni los entresijos de su mecanica, yo creia que eran media docena de vascorros de estos de caserio que llenaban las botellas a pulmon, a si que fijate la idea que tengo del tema.
Hola, según mi lógica la velocidad de carga se mantiene, el aire que sale del compresor desde el primer momento ya sale a la presión máxima de trabajo, en cada una de las etapas o cilindros del compresor el aire se comprime un ratio aproximado de 1 a 6.1 veces, por lo cual en la última fase ya sale el aire comprimido a la presión máxima de trabajo, vamos que sale a la misma presión desde el comienzo de la carga hasta el final, el aire al salir se expande por el circuito de carga y la botella y pierde presión, hasta que la presión va aumentando y alcanza la presión máxima que tengamos en la válvula de sobrepresión.
Gracias Shuri.
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#9 Mensaje por Shurikken »

Hola Guille, poco he visto de compresores, tenemos uno, pero ese solo lo veo por fuera, pero vamos creo que trabajan de esa manera.

Saludos.
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arnaiz
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#10 Mensaje por arnaiz »

Shuri, si como bien dices, el aire que sale del compresor ya lo hace a la presión de carga, no entiendo que tarde 10 minutos en igualar presiones con la botella de 18L.
Con la botella abierta se igualan presiones entre esta y el circuito del compresor, por lo tanto, comienza a cargar desde la primera pistonada, independiéntemente de la presión residual de la botella.
Si hubiera trasvase de gas de una botella a otra, estas se igualarían.; Pero con la válvula anti retorno no lo hacen. Exáctamente igual que si conectamos las dos botellas pero solo abrimos una de ellas, el aire fluiría por los dos latiguillos: el de la botella cerrada quedaría presurizado y el otro cargaría la otra botella más rápidamente.
El tiempo de carga depende tanto del volumen de las botellas como de la presión máxima a las que las queramos cargar. Mientras llenas dos botellas independientes irá más despacio que llenando solo una. Por lo tanto, para saber los L/min se deberá hacer la prueba con una sola botella hasta su carga total.
Los compresores individuales suelen tardar 30 minutos de media en cargar una botella de 15L a 200 bar.; Uno grande no llega a 15 minutos.
Creo que esto es así, aunque de neumática no tengo ni idea. Hablo solo de lo que he observado cuando cargo botellas en el club ( unos pocos cientos al cabo del año). Si estubiera equivocado ruego que me corrijais.
Un saludo.

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#11 Mensaje por Shurikken »

Arnaiz escribió: no entiendo que tarde 10 minutos en igualar presiones con la botella de 18L.

Pero con la válvula anti retorno no lo hacen. Exáctamente igual que si conectamos las dos botellas pero solo abrimos una de ellas, el aire fluiría por los dos latiguillos: el de la botella cerrada quedaría presurizado y el otro cargaría la otra botella más rápidamente.
Hola compañero, tú solo te contestas, no entiendo pues lo que no entiendes.
M. Albertos

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#12 Mensaje por Shurikken »

Tenemos un 2X12 a 52 bar.

120-52 = 68bar x 24 = 1632 L / 165 = 9,89 min

0,89 min x 60 = 53,4 seg

9 min 53 seg en llegar el 2x12 de a los 120bar, que es la presión a la que abrirá la válvula antirretorno y empezará a cargar la botella de 18L.

Si o no?
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arnaiz
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#13 Mensaje por arnaiz »

Entiendo tu planteamiento, pero es que las botellas no se cargan en línea, sino con latiguillos independientes. Por lo tanto, el aire entrará tanto en la de 18L como en el bibo a la vez, desde el inicio de la puesta en marcha del compresor, ya que este "inyecta" el aire a una presión mayor del que tienen las botellas. El compresor no tiene que esperar a igualar ninguna presión.
Así lo veo yo, pero igual estoy equivocado.
Un saludo shuri.

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Jid
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#14 Mensaje por Jid »

No,no lo estas. Conectas, ecualizas y a cargar. En este supuesto los del antiretorno no ecualizarian pero empezarian a cargar todos

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#15 Mensaje por arnaiz »

Las válvulas anti retorno evitarán que se mezclen los gases de ambas botellas, pero no que se carguen a la par, ya que el aire solo tiene una dirección de salida a una presión constante de 225 bar que suele ser la presión máx. predeterminada. Otra cosa sería que el compresor tuviera calderín acumulador, entonces sí que tendría que esperar a sobrepasar la presión de las botellas para empezar a trasvasar. Los compresores de buceo son de aire contínuo, o eso creo al menos.
lo que si afectaría es el tiempo de llenado de ambos grupos de botellas, ya que tendríamos que cerrar la que estuviera ya llena para evitar que se parase el compresor sin llenar la otra.
Escribo por fascículos según me viene a la cabeza. Lo siento.

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#16 Mensaje por arnaiz »

Otra vez me rondan los pájaros por la cabeza.
En el caso de hacer una carga Nitrox por presiones parciales, utilizando botellón y compresor; una vez cargado el O2 a la presión determinada, entonces si que deveríamos esperar a que el compresor se presurizada antes de abrir la botella para evitar el retorno en el caso de no disponer de válvula anti retorno, e ir abriendo poco a poco la botella hasta su llenado.

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#17 Mensaje por Jid »

¿Por? el O2 no llegaria al compresor, la valvula de descarga de la ultima etapa se lo impide.

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#18 Mensaje por arnaiz »

Aunque así sea, por seguridad.
La llave de restricción de flujo la tengo siempre abierta para evitar que no se carguen adecuádamente las botellas. Por lo tanto el gas de la botella pasa inexoráblemente al latiguillo de carga del compresor si no mantenemos la botella cerrada. No sé si esto tendría consecuencias pero, por si acaso, prefiero hacerlo así.
De todas formas agradezco que me saques de mi ignorancia aun a sabiendas que forma parte del curso de blended.O eso creo.
Saludos Jid.

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#19 Mensaje por Shurikken »

La verdad es que aún no lo he probado, pero la presión a la que sale el aire del compresor disminuye al repartirse por los latiguillos, y la/las botellas creo yo, no? el compresor no carga cada botella a una presión diferente o si?, Esos 225bar que dices bajan y empiezan a subir desde los 52bar que es la presión que tiene la botella menos llena, al tener el antirretorno este no abre hasta que esa presión suba de los 120bar, al menos en nuestro compresor los dos latiguillos de carga salen del mismo sitio, una base que reparte la salida en dos.

¿¿¿???? :?
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#20 Mensaje por arnaiz »

Para no liarnos:
El compresor "inyecta" el aire a la presión máxima de trabajo( que tiene que ver con la potencia en CV del compresor) a cualquier recipiente que contenga una presión menor. Este aire se expande en el recipiente disminuyendo su presión. Pero al compresor le da lo mismo, cada pistonada manda una cantidad determinada de aire a la máxima presión de trabajo "empujando" el aire que pudiera haber en los latiguillos y va comprimiendo cada vez más el aire del recipiente hasta el tope predeterminado( que lo da la limitación de la botella, 225 /300 bar), por eso se regula el tope de carga del compresor. Si le dejaras, el seguiría comprimiendo el aire de la botella hasta los 400 bar que tienen como tope algunos compresores, con lo cual reventaría la botella o se clavaría en el techo la grifería.
No es que cargue cada botella a una presión diferente, las carga por igual. Si no tuviéramos válvula anti retorno el gas de ambas botellas se ecualizaría independiéntemente de su volumen y el compresor se pararía al llegar al tope de presión en todo el conjunto. Pero con la válvula cargará antes la de menor volumen ya que entra el mismo aire en una que en otra(aire contínuo).
De los dos compresores que tenemos, uno tiene condenado el tope de presión ( por si hay que cargar a 300bar.),así que hay que andar con ojo cuando ponemos a cargar botellas "normales" y pararlo manualmente cuando llega a los 225 bar.
Da lo mismo el gas que tenga cada botella, el compresor arranca igual. Incluso a 225 bar también arranca, aunque no se debe hacer nunca para no forzar la máquina. Por eso se purga el aire antes de arrancar, pero una vez en marcha, en pocos segundos ya está soplando a tope.
No influye pues la válvula para permitir la entrada de aire, sí lo hace para evitar el retorno.
Creo que funciona así, pero seguro que alguno nos lo puede explicar mejor.
Un saludo Shuri.

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#21 Mensaje por Shurikken »

Pues o que alguien nos lo aclare, o cuando compre los antirretornos os cuento...

Saludos...
M. Albertos

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#22 Mensaje por Jid »

Un antiretorno permite el paso del fluido en un solo sentido. El compresor cargara esa botella desde el 1er momento (depende de si esta bien montada, si se monta en sentido contrario al de paso la botella nunca se cargaria)

Lo otro seria una valvula de circulacion (de descarga) o un presostato diferencial que activase una valvula solenoide. En ambos casos al llegar a la presion de tara se abriria y comenzaria a cargar

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#23 Mensaje por Shurikken »

Un antirretorno lleva un muelle y una bola, solo abre en un sentido, pero si la presión que hay en la botella es superior a la que está en los latiguillos del compresor, que en este caso empezaría a subir a partir de los 52 bar del bibotella de 12, no abriría el muelle, no? (pregunto no afirmo)

Las válvulas de sobrepresión del compresor son algo parecido, saltan a una determinada presión.
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#24 Mensaje por arnaiz »


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#25 Mensaje por exby »

Arnaiz la has clavado. Con valvulas antirretorno, de inicio, cada botella tiene su propia presión y la conserva. En el momento de arrancar el compresor este empezará a cargar la botella con menos presión hasta que esta se iguale con la otra. Es en este momento cuando empezarían a cargar las dos en paralelo.
Para que el compresor cargara las dos a la vez desde un inicio, tendria que dar unos caudales muy altos, siendo este superior al caudal maximo admitido por el latiguillo de carga de la botella con menos presion. Cosa que no pasa en un compresor de buceo, el cual se caracteriza por levantar presión pero no caudal.
Estos compresores de buceo son de presion positiva, o alternativos de varias etapas, y siempre cargan a la misma presion y al mismo caudal. Si no tubieran el presostato en la salida regulado para la presion maxima de carga de las botellas o este estuviera averiado, como bien dices, continuaria cargando hasta la presion maxima de carga del compresor haciendo saltar la seguridad.
Lo de arrancar el compresor con las purgas abiertas es para que en el momento del arranque expulse por las purgas los posibles condensados que pueda tener debido a la humedad del aire (aunque lleven secadores de aire) o alguna acumulación de aceite del propio compresor evitando que puedan estos pasar a las siguientes etapas. Además, dicen, que sufre menos.
No se a ahora como está el tema, pero hace unos años se cargaba cada botella como maximo a 40 kg/min. si habia tanque de agua, y a 20 kg/min si no lo habia.

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#26 Mensaje por Xabiron »

A mi me han quedado algunas dudas. Teniendo en cuenta que en el problema se nos plantea unas condiciones teóricas, en las cuales todo funciona perfecto y no hay cambios de densidades y todas las valvulas funcionan igual de bien a cualquier presión y el rendimiento de la máquina es del 100% para todas las presiones, creo que se podría considerar que un compresor con dos salidas con un caudal de 165 l/min se repartiría el caudal exactamente a la mitad, es decir cada botella se llenaría 82,5 l/min. Si esto fuera así la botella de 18 litros se llenaría en:
(200-120)*18=1440 litros 1440/82,5=17,45 min =17´27"

la botella de 2x12 se llenaría durante este tiempo con un caudal de 82,5 l/min
82,5*17,45=1439,62 litros
si ya teníamos 2x12x52=1248 litros, el total serä. 1439.62+1248=2687,62 litros.

A partir de aqui como la botella de 18 litros ya se ha llenado todo el caudal irá al latiguillo de la bibotella, que tendrá una capacidad total a 232bares de 2x12x232=5568 litros

Nos falta por llenar 5568-2687,62=2880,38 litros

2880,38/165=17,45 = 17´27"

Total 17´27"+17´27"=34´54"(justo el doble de tiempo que la de 18 litros)

No sé si será así pero yo lo resolvería de esta manera.
Aún no se me ha ocurrido una buena firma...tonto estoy

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P. Tomas
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#27 Mensaje por P. Tomas »

exby escribió:Arnaiz la has clavado. Con valvulas antirretorno, de inicio, cada botella tiene su propia presión y la conserva. En el momento de arrancar el compresor este empezará a cargar la botella con menos presión hasta que esta se iguale con la otra. Es en este momento cuando empezarían a cargar las dos en paralelo.
Para que el compresor cargara las dos a la vez desde un inicio, tendria que dar unos caudales muy altos, siendo este superior al caudal maximo admitido por el latiguillo de carga de la botella con menos presion. Cosa que no pasa en un compresor de buceo, el cual se caracteriza por levantar presión pero no caudal.
Estos compresores de buceo son de presion positiva, o alternativos de varias etapas, y siempre cargan a la misma presion y al mismo caudal. Si no tubieran el presostato en la salida regulado para la presion maxima de carga de las botellas o este estuviera averiado, como bien dices, continuaria cargando hasta la presion maxima de carga del compresor haciendo saltar la seguridad.
Lo de arrancar el compresor con las purgas abiertas es para que en el momento del arranque expulse por las purgas los posibles condensados que pueda tener debido a la humedad del aire (aunque lleven secadores de aire) o alguna acumulación de aceite del propio compresor evitando que puedan estos pasar a las siguientes etapas. Además, dicen, que sufre menos.
No se a ahora como está el tema, pero hace unos años se cargaba cada botella como maximo a 40 kg/min. si habia tanque de agua, y a 20 kg/min si no lo habia.

Es correcto, aunque el compresos disponga de barias salidas estas estan comunicadas entre si por una regleta de conesion y el ultimo filtro, independietetemente del tamaño de la botella ha llenar, comenzaria por la que menos presion tiene y terminaria llenandolas todas al mismo tiempo, ya que conforme aumenta la presion las valvulas antirretorno se abrirán, igualando presiones.

Saludos.

ROTA_CAI
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Re: SHK-004c Ejercicios de compresores.

#28 Mensaje por ROTA_CAI »

Este como se plantea:

Disponemos de una botella de 15 l cargada a 200 atm de EAN 40, una botella de 15 l vacía y un compresor de aire ¿Cómo podríamos conseguir cargar la botella vacía a 200 atm de EAN 32?

saludos

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