Aire de arranque a 30 bar

Modelo, supuestos y simplificaciones del simulador. Para preparar la clase y saber hasta dónde fiarse de los números.

Situaciones con «Qué observar» y enlace directo (#normal, #baja, #prueba, #reserva, #llenado, #presostato, #virador, #fuga, #muerta, #dos). Esquema animado desde los compresores hasta las válvulas de arranque de los seis cilindros; las válvulas de llenado y de salida se abren y cierran pulsándolas.

Motores

4T semirrápido, 6 cilindros, 2000 kW a 750 rpm, no reversible (paso variable): encendido a 120 rpm, ralentí 400, 1,2 m³ por arranque a 30 bar en 1,5 s, p₀ 7 bar, tiempo límite 8 s, orden 1-5-3-6-2-4. Botellas de 2 × 300 L, compresores de 2 × 10 m³/h. Unos 7 arranques; mínima ≈ 11,3 bar.
2T lento, 6 cilindros, 8000 kW a 105 rpm, reversible (paso fijo): encendido a 22 rpm, ralentí 30, 4 m³ por arranque en 2,5 s, p₀ 8 bar, límite 10 s, orden 1-5-3-4-2-6. Botellas de 2 × 2000 L, compresores de 2 × 60 m³/h. Unos 13 arranques.

Modelo

Isotermo: cada botella cambia su presión en Q·1,013/V. Igualación entre botellas: 20 L/s/bar por el llenado y 60 L/s/bar por la salida.
Arranque: aceleración a·(p − p₀), con a = n_encendido/(t_ref·(30 − p₀)); consumo k·(p + 1,013) L/s, con k = V_arranque/(31,013·t_ref). Falla si no llega a la velocidad de encendido en el tiempo límite.
Compresor de dos etapas: caudal Q·[1 + 0,15·(1 − p/30)], potencia Pn·[0,45 + 0,55·ln(p + 1,013)/ln 31], arranque descargado de 3 s. Temperatura de descarga Ta + 115 °C (Ta + 230 sin refrigeración), disparo a 190 °C, rearme por debajo de 90 °C. Automático: C1 arranca a 25 bar, C2 a 23, paran a 30. Compresor de emergencia diésel de 5 m³/h.
Sin llenado abierto, el colector de carga (15 L) sube enseguida y para el compresor; con el presostato pegado abre la válvula de seguridad.
Válvula de seguridad de botella: abre a 33 bar, descarga 40 L/s y cierra 1,5 bar por debajo.
Agua: humedad por la fórmula de Magnus; el 20 % de lo condensado pasa el separador y se acumula en las botellas.
Servicio 0,15 L/s y fugas (agujero de 0,2 mm por defecto) desde la línea; tifón 25 L/s durante 6 s.
Válvula de arranque que fuga (cilindro 3): con el motor en marcha la línea sube hacia 170 °C; alarma a 80 °C.

Comprobación reglamentaria

Requisitos habituales de las sociedades de clasificación: 12 arranques seguidos en motor reversible y 6 en no reversible; llenado de 0 a 30 bar en 60 min como máximo con los compresores principales; al menos dos compresores con la capacidad repartida; válvula de seguridad a 110 % como máximo; medio de carga para planta muerta.

Lo que no se modela

Enfriamiento y recuperación de presión al vaciarse deprisa la botella, reparto entre cilindros, inversión del árbol de levas, pérdidas en la tubería, compresor accionado por el motor y frenado con aire en la inversión.