COMPRESORES

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.

Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente, también de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos compresibles, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.

CLASIFICACION DE LOS COMPRESORES POR EL METODO DE COMPRESION.

CLASIFICACION DE

COMPRESORES

MOVIMIENTO POSITIVO

ALTERNATIVOS

PISTON DIAFRAGMA

ROTATIVOS

MUTIROTORES

TORNILLO LOBULOS

UN ROTOR

ALETAS ORBITAL TORNILLO

MOVIMIENTO NEGATIVO O DINAMICO

RADIALES AXIALES MIXTOS

1. movimiento positivo. Un volumen de gas en un espacio cerrado, donde posteriormente dicho volumen se reduce mediante una acción mecánica y finalmente el gas es expulsado afuera del recinto.

alternativos. El funcionamiento del compresor alternativo se subdivide en cuatro fases: aspiración, compresión, impulsión y expansión. En la primera fase la válvula de aspiración está abierta, por lo que el fluido frigorífico gaseoso entra en el compresor a presión constante. En la compresión en la válvula de aspiración y descarga están cerradas y el gas se comprime hasta llegar a la presión de impulsión. Cuando se alcanza el valor de presión de impulsión, la válvula de descarga se abre y se produce la expulsión del gas a presión constante. pistón. El compresor de pistón es semejante al motor de combustión de un auto y puede ser

de simple efecto o doble efecto según la presión que se desee alcanzar. Sus características principales son: Ruidoso y pesado. Fluido del aire intermitente. Funciona en caliente hasta 220°C. Necesita mantenimiento costoso periódico. Los compresores a pistón de efecto simple típicamente son lubricados por salpicadura del cárter. Los compresores a pistón de doble efecto típicamente tienen un sistema doble de lubricación. Esto reduce la fricción en los cilindros donde ocurre más de 75% de la fricción.

Diafragma.

Rotativos. También conocidos como centrífugos, estos comprimen los gases por medio de paletas. compresores rotativos de lóbulos. Los compresores de lóbulos tienen dos rotores simétricos

en paralelo sincronizados por engranajes. Sus principales características son: Producen altos volúmenes de aire seco a relativamente baja presión. Este sistema es muy simple y su funcionamiento es muy parecido a la bomba de aceite del

motor de un auto donde se requiere un flujo constante. Tienen pocas piezas en movimiento. Son lubricados en general en el régimen de lubricación hidrodinámica aunque algunas

partes son lubricadas por salpicadura del aceite. A veces los rodamientos o cojinetes pueden estar lubricados por grasas.

compresores rotativos tipo tornillo. Los compresores a tornillo tienen dos tornillos

engranados o entrelazados que rotan paralelamente con un juego o luz mínima, sellado por la mezcla de aire y aceite. Sus características principales son: Silencioso, pequeño, bajo costo

Flujo continuo de aire Fácil mantenimiento Presiones y volúmenes moderados

Operación: Al girar los tornillos, el aire entra por la válvula de admisión con el aceite. El espacio entre los labios es progresivamente reducido al correr por el compresor, comprimiendo el aire atrapado hasta salir por la válvula de salida. compresores rotativos tipo paletas. En el compresor rotativo a paletas el eje gira a alta velocidad

mientras la fuerza centrífuga lleva las paletas hacia la carcasa (estator) de afuera. Por la carcasa ovalada, continuamente entran y salen por canales en su rotor. Este sistema es parecido a la bomba hidráulica a paletas como la bomba utilizada en la dirección hidráulica del auto. Por la excentricidad de la cámara, los compartimientos llenos de aire entre paletas se achican entre el orificio de entrada y el de salida, comprimiendo el aire. El lubricante sella las paletas en el rotor y contra el anillo de la carcasa. Sus principales características se describen a continuación:

Silencioso y pequeño Flujo continuo de aire Buen funcionamiento en frío Sensibles a partículas y tierra Fácil mantenimiento Presiones y volúmenes moderados

2. movimiento negativo. Se transmite energía cinética al flujo constante de gas y posteriormente esta se convierte en energía de presión mediante el uso de un difusor. Una de las ventajas que tiene es que su flujo es continuo. Estos compresores tienen pocas piezas en movimiento, reduciendo la pérdida de energía con fricción y calentamiento.

Radiales. Una serie de paletas o aspas en un solo eje que gira, chupando el aire/gas por una entrada amplia y acelerándolo por fuerza centrífuga para botarlo por el otro lado. Funciona en seco. La única lubricación es de sus cojinetes o rodamientos. Sus características principales son:

El gas o aire sale libre de aceite Un flujo constante de aire Caudal de flujo es variable con una presión fija El caudal es alto a presiones moderadas y bajas Régimen de lubricación es hidrodinámico. La lubricación es por aceite de alta calidad R&O o Grasa.

Axiales. Contiene una serie de aspas rotativas en forma de abanico que aceleran el gas de un

lado al otro, comprimiéndolo. Esta acción es muy similar a una turbina. Funciona en seco. Solo los cojinetes requieren lubricación. Sus características son las siguientes:

Gas/Aire libre de aceite

Flujo de aire continuo Presiones variables a caudal de flujo fijo Alto caudal de flujo. Presiones moderadas y bajas Régimen de lubricación de cojinetes y engranajes es hidrodinámica. Requiere aceite R&O de alta calidad para soportar los ejes en régimen hidrodinámica sin

formar depósitos ni cizallar.

mixtos. Es una combinación entre los radiales y los axiales, tiene características de ambos tipos de compresor.

LEY DE BOYLE-MARIOTTE

En 1660

La ley de Boyle establece que a temperatura constante, la presión de una cantidad fija de gas es

inversamente proporcional al volumen que ocupa.

Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las

paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto

significa que la presión será menor, ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra

las paredes.

Cuando disminuye el volumen, la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por

tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo por lo que aumenta la presión.

Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el

producto de la presión por el volumen es constante.

Por lo que la expresión matemática de esta ley es:

PV=K

Si la presión se expresa en atmósferas (atm) y el volumen en litros (l), la constante k estará dada en

(l·atm), que son unidades de energía y entonces, la constante de Boyle representa el trabajo

realizado por el gas al expandirse o comprimirse.

Otra forma de expresar la Ley de Boyle es:

P1V1=P2V2

http://servicios.encb.ipn.mx/polilibros/fisicoquimica/gases/Ley%20Boyle.htm

http://www.fing.edu.uy/imfia/cursos/maq_flu_1/teorico/8-Compresores.2010.pdf