MÁQUINA DE FLUIDOS COMPRESIBLES
UNIDAD 4
CARRERA: ING. MECÁNICA
SEMESTRE: 7
ALUMNO: CRUZ ALBERT CRUZ MATUS
Compresores 4. DEFINICION! CLASIFICACION " PRNCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO. Un compresor es una máquina que eleva la presión de un gas, un vapor, o una mezcla de gases y vapores. Son maquinas de flujo continuo en donde se transforma la energía cinética (velocidad en !ra"ajo (presión.
#imitantes$ #a capacidad real de un compresor es menor que el volumen desplazado del mismo, de"ido a razones tales como$ % &aída de presión en la succión. ' &alentamiento del aire de entrada. & )pansión del gas retenido en el volumen muerto. * +ugas internas y e)ternas.
.- SS!/%S %U0#%1S. SS!/% * #U'1&%&23 #os sistemas de lu"ricación más comunes para compresores son$4#u"ricación para salpicadura. #u"ricación por gravedad. #u"ricación por presión. #u"ricación por eyección. #u"ricación por salpicadura n su forma más simple, la "iela lleva un vástago que se sumerge dentro del depósito de aceite. *e esta forma se crea una nie"la de aceite que suministra lu"ricación a las superficies de los cojinetes y de los cilindros. #u"ricación por presión. l mejor sistema para lu"ricar las partes móviles de un compresor es por medio de la presión creada por una "om"a de lu"ricación de ém"olo o de engranajes. #a "om"a se dise5a siempre con e)ceso de capacidad de forma que la presión del aceite de lu"ricación se pueda mantener siempre, incluso cuando el compresor está ya muy gastado #u"ricación por anillo. l aceite es transportado por un anillo desde el fondo del depósito 6asta una ranura en el cig7e5al, a través de la cual el aceite se distri"uye a los diferentes puntos de lu"ricación. l anillo se encuentra montado so"re el cig7e5al de manera tal que su parte inferior queda sumergida en el aceite depositado en el cárter. %l girar el cig7e5al, este conduce el anillo por efecto de la fricción. #a fuerza centrifuga creada, comunica al aceite la suficiente presión para que este alcance los puntos de lu"ricación #u"ricación por inyección. %lgunos tipos de compresores rotativos emplean inyección de aceite para lu"ricar las piezas que sufren desgaste en la cámara de compresión. 3ormalmente la presión del aire de descarga se emplea para inyectar el lu"ricante dentro del compresor. Sin em"argo, frecuentemente se emplee una "om"a para el transporte interno del aceite SS!/%S * 18U#%&23. #a capacidad de un compresor de"e ajustarse a la demanda real del sistema en todo momento )isten varios sistemas para controlar el flujo de descarga de los compresores. %6ora "ien, el tipo de control a elegir dependerá de las características del compresor, del motor, y desde luego del sistema de aire comprimido. #os sistemas de regulación se clasifican$ a. &ontrol a velocidad constante (carga y descarga. ".&ontrol a velocidad varia"le. c.&ontrol por arranque y parada. d. &ontrol mi)to
a &ontrol a velocidad constante. ste es un sistema donde el compresor funciona continuamente a su velocidad de régimen normal. l control de la capacidad se logra por alguno de los siguientes métodos$ 1egulación de la válvula de aspiración$ s el método más com9n para la descarga del compresor. Utiliza un mecanismo de garras que mantiene a"iertas las válvulas de aspiración siempre que no e)ista demanda de aire por el sistema. &on las válvulas de aspiración a"iertas, el gas se desplazará 6acia dentro o afuera seg9n el movimiento del pistón. n compresores de do"le efecto, la descarga se realiza en tres etapas, poniendo encarga una sección del compresor.(la parte de arri"a o a"ajo del pistón. *e esta forma, la capacidad del compresor se puede ajustar con mayor precisión a la demanda real de aire. " &ontrol por velocidad varia"le #a velocidad varia"le del eje se utiliza como medio de regulación a veces cuando el accionamiento del compresor es por tur"ina o para compresores transporta"les accionados por motores de com"ustión. c &ontrol por arranque y parada ste sistema utiliza un control electro neumático. #a presión de circuito es destacada por un presos tato que controla el arrancador del motor de accionamiento del compresor .ste tipo de control es utilizado por lo general en compresores peque5os o siempre que las necesidades de aire se reduzcan a menos de la mitad de la capacidad del compresor. d &ontrol mi)to s por lo general una com"inación de dos de los métodos de control ya descritos. Una sofisticación de este tipo de control la representa el control automático, que en función del tipo de demanda selecciona el tipo de control más adecuado. SS!/%S * SU:1;S23 < :1=!&&23 Una forma de reducir costos de mantenimiento en una instalación de compresores estacionarios o transporta"les, es mantener "ajo control los puntos críticos y provocara automáticamente la parada en caso de anormalidad. .> %3%#SS !1/=*3%/&= l proceso de compresión del aire, responde a las leyes generales de compresión y e)pansión de los gases, fundamentalmente esta"lecidas por 'oyle y /ariotte y 8ay #ussac. 1esponde a la ecuación de estado de gas ideal.
#a constante de proporcionalidad 1 es constante del gas especifico. : es presión a"soluta, ! la temperatura a"soluta y v es el volumen específico. #ey de 'oyle y /ariotte % temperatura constante (isotérmica, la presión a"soluta de un gas ideal, es inversamente proporcional al volumen #ey de &6arles?8ay #ussac. % presión constante (iso"árica, el volumen de un gas ideal, es directamente proporcional a la temperatura. *e igual manera a volumen constante (isocórica, las presiones son directamente proporcionales a las variaciones de las temperaturas a"solutas. .!:=S * &=/:1S=1S$ @ ? * *S:#%A%/3!= :=S!;=$ a ? &=/:1S=1S * /'=#= " ? ;!#%*=1S &=/:1S=1S c ? ;3!#%*=1S 3= &=/:1S=1S - ? * *S:#%A%/3!= 3= :=S!;=, = *3%/&=S$ a ? ;3!#%*=1S &3!1B+U8=S * +#UC= 1%*%#. " ? &=/:1S=1S * +#UC= %0%#. c ? &=/:1S=1S * +#UC= /0!=. &ompresores de *esplazamiento :ositivo$ Se su"dividen en dos categorías "ásicas$ 1eciprocantes y 1otatorios. l compresor reciprocante tienen uno o más cilindros en los cuales 6ay un pistón o em"olo de movimiento alternativo que desplaza un volumen positivo en cada carrera. #os rotatorios incluyen los tipos de ló"ulos, espiral, aspas o paletas y anillos de liquido. &ada uno con una carcasa, o con mas elementos rotatorios que se acoplan entre sí, como los ló"ulos o las espirales, o desplazan un volumen fijo en cada rotación. &ompresores 1eciprocantes o de :istones$ @ #os compresores reciprocantes a"arcan una capacidad muy peque5a 6asta unos >DDD :&/S. - :ara equipo de procesos no se utilizan muc6o los tama5os grandes y se prefieren los centrífugos. Si 6ay alta presión y un gasto más "ien "ajo, se necesitan los reciprocantes.
> l n9mero de etapas o cilindros se de"e seleccionar con relación a las o temperaturas de descarga, tama5o disponi"le para los cilindros y carga en el cuerpo o "iela del compresor. &ompresores 1otatorios o de !ornillo$ @ #os sopladores, "om"as de vacío y compresores rotatorios todos son de desplazamiento positivo, en los cuales un elemento rotatorio desplaza un volumen fijo con cada revolución. - l más antiguo y conocido es el de ló"ulos, el cual dos o tres rotores en forma de 4E4 se acoplan entre sí y se impulsan con engranes de sincronización montados en cada eje. #os sopladores de ló"ulos van desde unos - S&+/, 6asta los -DDDD S&+/. F Se usan principalmente como sopladores de "aja presión, que comprimen el aire o gases 6asta F a G psig y algunos 6asta -F psig. H !am"ién se utilizan como "om"as de vacío, que son en realidad compresores que funcionan con presiones de succión inferiores a la atmosférica y con presiones de descarga iguales a la atmosférica o un poco mayores. &ompresores de Im"olo o :istones$ Se muestra el esquema de un compresor de ém"olo típico. s en esencia una máquina con un mecanismo pistón?"iela ?manivela. !odos los compresores son accionados por alguna fuente de movimiento e)terna. #o com9n es que estas fuente de movimiento sean motores, lo mismo de com"ustión como eléctricos. n la industria se mueven compresores accionados por máquinas de vapor o tur"inas.
;entilador ? &ompresor$ &ompresor refrigerado por aire y aceite, totalmente automático y silencioso, con motor 6ermético. #a novedad de este compresor es la refrigeración del motor por ventiladores de aire. *otado de aletas disipadoras en el ca"ezal del motor. ste modelo es adecuado para tra"ajos en talleres y estudios con consumo medio de aire.
&ompresores de *esplazamiento 3o positivo, *inámicos o &entrífugos$ #os compresores *inámicos son de los más utilizados en la industria, porque su construcción sencilla, li"re de mantenimiento y permite un funcionamiento continuo durante largos periodos. l compresor centrifugo más sencillo es el suspendido, de una sola etapa. #os 6ay disponi"le para flujo desde >DDD 6asta @FDDDD :&/S o S+&/.
&ompresores &entrífugos de +lujo 1adial$ l &ompresor &entrífugo es un tipo de tur"ocompresor que puede presentar un flujo radial, diagonal, o una com"inación de am"os. #as velocidades periféricas de las secciones medias de entrada y salida son sustancialmente diferentes. ste &ompresor cuenta con una pieza rotatoria y no requiere de aceite lu"ricante ni de sellos de gas, lo que supone$ @.? 'ajo costo de manufactura -.? :oco mantenimiento >.? 'ajo costo de reparaciones .? 'ajo costo de reemplazo
&ompresores de +lujo %)ial$ n estos compresores, el flujo del aire es paralelo al eje o al ár"ol del compresor y no cam"ia de sentido como en los centrífugos de flujo radial. &ada etapa consta de aspas rotatorias y fijas. n un dise5o de reacción de FD J, la mitad del aumento de la presión ocurre en las aspas del rotor y las de la segunda mitad en las del estator. #os compresores isotérmicos de flujo a)ial y de flujo a)ial? radial están dise5ados para manejar grandes vol9menes de flujo de aire y de otros gases depurados dentro de una carcasa relativamente peque5a, mientras conservan un alto rendimiento.
&ompresores de +lujo /i)to$ #os &ompresores de flujo mi)to desarrollan su columna parcialmente por fuerzas centrífugas y parcialmente por el impulsor de los paletas so"re el +luido. l diámetro de descarga de los impulsores es mayor que el de entrada.
