El Minero de Almagrera (1893-07-22 00:00:00), página 4

órganos de los compresores ha de revelarse inmediatamente por un cambio de velocidad en la máquina motriz correspondiente, siempre se podrá, al observar este cambio, reconocer cuidadosamente el compresor á que afecte y corregir el defecto que se hubiera producido.

El empleo de máquinas separadas para verificar las compresiones sucesivas del aire, no produce ningún aumento de gasto en las instalaciones importantes de aire comprimido, según asegura Mr. François. Puede decirse que es la última palabra sobre compresores.

Veamos ahora el rendimiento del transporte por la tubería que ha de conducir el aire comprimido hasta el aeromotor destinado á utilizar la fuerza suministrada por el compresor.

El rendimiento del conductor está expresado por la relación entre el caudal de aire y el trabajo realizado, es decir, dar el aire á su salida de los tubos á la cantidad de trabajo disponible á su entrada en los mismos. Es pues, función de la pérdida de carga sufrida en el transporte, pérdida de carga debida al gasto de energía necesaria para primar la resistencia de velocidad requerida y para vencer la resistencia producida por el rozamiento del aire contra las paredes de los tubos.

Para determinar esta pérdida de carga en un tubo rectilíneo y horizontal, se hace uso generalmente de la fórmula de Stockalper

\[
h = \frac{2 b^2 \gamma L}{D}
\]

en la cual \( h \) representa la pérdida de carga en kilogramos por metro cuadrado, \( b \) un coeficiente práctico que varía según el diámetro del tubo y que Stockalper hace igual á 0,000567, \( \gamma \) la densidad del aire, \( L \) la longitud en metros del conducto y \( D \) su diámetro. La aplicación de esta fórmula ha dado, sin embargo, pérdidas de carga 5 veces mayores que las realmente observadas en la práctica, por lo cual Risler ha propuesto sustituirla por otra representada por

\[
h = 0,000933 \gamma \frac{L}{D}
\]

admitiendo la constancia del coeficiente \( b \) para cualquier diámetro, con lo cual las pérdidas de carga calculadas serían la mitad de las obtenidas por la fórmula de Stockalper.

Numerosas experiencias hechas en las minas de Azun por Mr. Barry y publicadas en los "Annales des mines" (mes de Noviembre de 1892) por Mr. Ch. Ledoux han demostrado que esta fórmula puede tener por expresión,

\[
h = 0,000933 \gamma \frac{L}{D}
\]

Pero aun haciendo uso de la fórmula de Stockalper, deduce Mr. Dechamps para conductos de 1000 metros de longitud las siguientes cifras suponiendo el diámetro del conductor igual á m. 0,20 y la temperatura del aire 15° centigrados:

    Longitud del conducto en metros.
    Rendimiento de la conducción

    P=1 atmósfera
    P=7 atmósferas
    v=3 m.
    v=5 m.

    1000
    0,99
    0,91
    0,99
    0,98

    5000
    0,94
    0,84
    0,95
    0,89

disminuyendo este rendimiento como es natural á medida que la longitud y la velocidad aumentan. Claro es que puede conseguirse una pérdida de carga, y por lo tanto un rendimiento constante variando en los términos precisos el diámetro de los tubos.

En la gran fábrica de aire comprimido establecida en Paris, y cuyas tantas se cita, se obtiene una pérdida de 0,7 atmósferas en 5000 metros de longitud, con una fuerza indicada de 5000 caballos de vapor transmitidos por aire por dos conductos con una velocidad de 8 metros por segundo. Este descenso de presión ha de producir un aumento de volumen con el consiguiente gasto de calor pero este gasto se encuentra compensado, según las observaciones hechas por Stockalper en la perforación del túnel de St. Gotard, por el calor recibido del medio ambiente á través de las paredes metálicas del conducto y por el calor producido por el fricción del aire contra estas paredes.

Réstanos ahora estudiar el rendimiento de los aeromotores.

Siendo estos aparatos en un todo análogos á las máquinas de vapor, puede emplearse el aire, como el vapor en éstas, para su acción o con expansión. En el primer caso se consumen más calorías y el rendimiento óptimo dinámico es muy escaso; pero en cambio se trata de un mayor sencillez en sus órganos y es mas económico, por lo cual se prefiere para pequeñas fuerzas. Trabajando con expansión, el rendimiento es mucho mayor, pero hay que luchar contra el grave inconveniente del riesgo de la temperatura que sufre el aire durante la expansión y de producirse la congelación del vapor de agua que puede acompañarlo y acumulándose el hielo así formado, no sólo en los orificios de salida del aire llegando á obstaculizar por completo, sino también en el fondo del cilindro en donde puede formar una masa bastante resistente, lo que al alcanzar contra ella el pistón produce la rotura del cilindro ó el daño de los órganos accesorios del motor.

Para comprender toda la importancia de este descenso de temperatura, basta recordar que suponiendo para el compresor una temperatura inicial de 20° centígrados, que es lo corriente como término medio en nuestros países del mediodía, la temperatura final, después de la expansión en el aeromotor llega á ser de 127° centígrados cuando la relación de la presión inicial á la presión final es igual á 8, y de -138° cuando la relación final es igual á 16, lo que cuanto más elevada sea la presión á que se utilice el aire, mas considerable será la disminución de temperatura.

Así es, que los motores de expansión marchando con aire frío, sólo tienen un uso apropiado, aun cuando no económicamente, y esto se debe á que el compresor debe calentar las cámaras destinadas á la conservación de la carga. Si el compresor el aire ha sido previamente secado, la cantidad de hielo producido al fin de la expansión es muy pequeña, y pueden usar estos motores para trabajos intermitentes, pudiendo en los intervalos pararlos, y serán menos perjudicados por la influencia del aire ambiente, como sucede en los motores empleados en el interior de muchas minas; y aun para marchas continuas, y no tratándose de fuerzas considerables, se utilizan también por la "Compagnie parisienne de l'air comprimé", que ha adoptado un sistema de dos cilindros, uno de admisión y de salida del aire y distribución en válvulas móviles de modo que el hielo sea arrastrado después de cada golpe de pistón.

El rendimiento de una transmisión, haciendo uso de estos motores de aire frío, se sólo de 46 á 47 por 100 según Mr. Bayet. Con aire comprimido á 5 atmósferas, el máximo de trabajo que puede dar un metro cúbico de aire sobre el pistón del aeromotor es solo de 66,457 kilogramos, consumiendo, según experiencias hechas con una máquina François, de 22 á 29 metros cúbicos por caballo indicado.

Si se quiere aumentar este rendimiento es preciso emplear motores de aire caliente. El caldeo del aire puede conseguirse por varios medios. El empleado por M. Cornet consiste en inyectar agua pulverizada y previamente filtrada, en el cilindro del aeromotor, y el calor se consigue con algunos aeromotores en los cuales se inyectaba el agua á una temperatura de 30-35° centígrados, que el aire comprimido á 3,12 atmósferas absolutas y admitido á una temperatura de 105° turgente el escape 5,5, mas llegado por lo tanto al punto de condensación, se introducía sobre el pistón (cada metro cúbico de aire un trabajo de 41,00 kilogramos), cuyo resultado se acerca mucho al perfecto rendimiento teórico. A cinco atmósferas el trabajo desarrollado es de 30,149 kilogramos. El gasto de aire por caballo indicado en este caso es de 17,11 metros cúbicos.

Otro procedimiento consiste en inyectar vapor de agua en el cilindro. Es ya bastante eficaz. Con él no se llega á gastar más de 12 á 12 m.3 de aire por caballo indicado, según según Mr. Frey, no debe gastarse mas de 10,5 m.3 á una presión de 6 atmósferas, pero exige un material complicado y encarece la instalación.

El último medio ha sido propuesto por Mr. V. Popp y es el más generalmente empleado por la "Compagnie parisienne de l'air comprimé". Consiste en el empleo de dos envolventes concéntricas. En el centro de estas se colocan unos tubos radiales que dividen el espacio anular en varios compartimentos por los cuales circula el aire comprimido que viene del tubo conductor, sosteniéndose en el centro de la envolvente flotante, cuyo ó húmedo ó bien como se ha propuesto más recientemente, se ha utilizado con gran éxito, disponiendo un reactoletador, en forma de estufa lo mismo que el anterior, en donde se halla colocado un