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Ingeniería

Calculadora del Dimensionamiento de un Acumulador Hidráulico (Vejiga, Émbolo y Diafragma)

El tamaño de acumulador necesario para suministrar un volumen de aceite dado entre una presión de trabajo baja y una alta, a partir de la precarga del gas, con los volúmenes de gas en ambos extremos.

Resultados

Tamaño del acumulador necesario 13,87 L
Volumen de gas a la presión mínima 12,88 L
Volumen de gas a la presión máxima 7,88 L
Parte del acumulador que es aceite utilizable 36,0 %

Qué hace esta herramienta

Un acumulador guarda aceite comprimiendo un colchón de nitrógeno, y la ley de los gases (P₁V₁ᵏ = P₂V₂ᵏ) dice cuánto aceite sale al bajar la presión. Use presiones absolutas: la calculadora suma la presión atmosférica a los valores manométricos que introduce. Una descarga rápida, en un segundo o dos, es casi adiabática (k = 1,4); una lenta deja tiempo para que entre calor, lo que es isotérmico (k = 1) y da más aceite para el mismo tamaño. La precarga suele fijarse en torno al 80–90 % de la presión mínima de trabajo, y una relación entre la presión máxima de trabajo y la precarga superior a unos 4:1 castiga la vejiga.

Fórmula

V₀ = ΔV ÷ [ (P₀/P₁)^(1/k) − (P₀/P₂)^(1/k) ] (absolute pressures; k = 1.4 fast, 1 slow)

Variables

SímboloSignificadoUnidad
dvVolumen de aceite que necesita extraerL
a0Presión de precarga del gas (manométrica)bar
a1Presión mínima de trabajo (manométrica)bar
a2Presión máxima de trabajo (manométrica)bar
kkComportamiento del gas—
V0Tamaño del acumulador necesarioL
V1Volumen de gas a la presión mínimaL
V2Volumen de gas a la presión máximaL
UFParte del acumulador que es aceite utilizable%

Ejemplo resuelto

  • Volumen de aceite que necesita extraer5 L
  • Presión de precarga del gas (manométrica)90 bar
  • Presión mínima de trabajo (manométrica)100 bar
  • Presión máxima de trabajo (manométrica)200 bar
  • Comportamiento del gas1.4
  • Tamaño del acumulador necesario13,87 L
  • Volumen de gas a la presión mínima12,88 L
  • Volumen de gas a la presión máxima7,88 L
  • Parte del acumulador que es aceite utilizable36,0 %

Limitaciones

  • Para trabajos que deban cumplir una norma o ser firmados, contraste el resultado con el reglamento aplicable y pida la revisión de un ingeniero cualificado.
  • La fórmula supone condiciones ideales: sin pérdidas por fricción, sin resistencia del aire y sin pérdidas de rendimiento salvo que las introduzca.