Principios y Funcionamiento de Un Compresor

ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA

PRINCIPIOS Y FUNCIONAMIENTO DE UN COMPRESOR 1. INTRODUCCION Los compresores son máquinas que tienen por finalidad aportar una energía a los fluidos compresibles (gases y vapores) sobre los que operan, para hacerlos fluir aumentando al mismo tiempo su presión. 2. OBJETIVOS 2.1. OBJETIVO GENERAL Identificar las principales funciones, características y componentes de un compresor con el fin aplicar este conocimiento en el área de procesos. 2.2. OBJETIVO ESPECIFICO    

Definir el principio de funcionamiento del compresor Reconocer los principales componentes del compresor Definir los tipos de compresores Definir los factores que afectan la compresión

3. MARCO TEORICO 3.1. DEFINICION DE UN COMPRESOR Un compresor es una máquina de transmisión de potencia cuya función es la de aumentar la presión de un fluido compresible (gases y vapores) y desplazarlo mediante compresión mecánica. En este proceso el fluido cambia de densidad y de temperatura. Son máquinas de flujo continuo en donde se transforma la energía cinética (velocidad) en Trabajo (presión).

3.2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Los compresores alternativos son máquinas de desplazamiento positivo en las cuales sucesivas cantidades de gas quedan atrapadas dentro de un espacio cerrado y, mediante un pistón, se eleva su presión hasta que se llega a un valor de la misma que consigue abrir las válvulas de descarga. 1 TECNOLOGIA DEL GAS


El elemento básico de compresión de los compresores alternativos consiste en un sólo cilindro en el que una sola cara del pistón es la que actúa sobre el gas (simple efecto). Existen unidades en las que la compresión se lleva a cabo con las dos caras del pistón (doble acción), actuando de la misma forma que si tuviéramos dos elementos básicos de simple efecto trabajando en paralelo dentro de una misma carcasa. Principios de funcionamiento:      

Alimentar la red de aire comprimido para instrumentos Proveer aire para combustión Recircular gas a un proceso o sistema Producir condiciones idóneas para que se produzca una reacción química Producir y mantener niveles de presión adecuados por razones de proceso de torres Alimentar aire a presión para mantener algún elemento en circulación.

3.3. CICLO DE UN COMPRESOR

El ciclo de trabajo del compresor se divide en cuatro etapas que son:

2 TECNOLOGIA DEL GAS


A) Comienzo de la compresión. Elcilindro se encuentra lleno de gas.

B) Etapa de compresión. El pistón actúa sobre la masa de gas reduciendo su volumen original con un aumento paralelo de la presión del mismo. Las válvulas del cilindro permanecen cerradas.

C) Etapa de expulsión. Justo antes de completar la carrera de compresión la válvula de descarga se abre (2). El gas comprimido sale del cilindro, debido a su propia presión, a través de la válvula de descarga. Antes de alcanzar el final de carrera (3) la válvula de descarga se cierra dejando el espacio libre del cilindro lleno de gas a la presión de descarga. D) Etapa de expansión. Durante esta etapa tanto la válvula de descarga como la de entrada permanecen cerradas. El pistón comienza la carrera de retroceso pasando de (3) a (4), el gas contenido dentro del cilindro sufre un aumento de volumen con lao que la presión interior del sistema se reduce. Antes de llegar al punto (4) la válvula de admisión al cilindro se abre.

E) Etapa de admisión. El pistón durante esta etapa retrocede provocando una depresión en la interior del cilindro que es compensada por la entrada de gas fresco a través de la línea de admisión. Justo antes de llegar al punto inferior de la carrera la válvula de admisión se cerrará, volviendo al estado A) con lo que comienza un nuevo ciclo.

3.4. PRINCIPIOS BASICOS DE COMPRESION Durante la compresión mecánica de los gases: 3 TECNOLOGIA DEL GAS


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La presión del gas aumenta El volumen del gas se reduce La temperatura del gas se eleva

3.5. ESTRUCTURA DE LOS COMPRESORES Los elementos principales de los compresores son: a. Filtro de admisión: Evita el ingreso de partículas sólidas al interior del compresor y prolonga la vida útil del aceite y el cabezal. b. Motor eléctrico: Provee fuerza motriz para que trabaje el cabezal, el tamaño del motor está determinado por la potencia (Hp,KW) c. Elementos de transmisión: Transmisión por banda Poleas y Transmisión banda protección de banda El cabezal de compresor viene con una polea que además cumple la función de ventilador es importante verificar que la polea gire en sentido de la flecha marcada en el cuerpo de la misma para garantizar un adecuado enfriamiento de cabezal. d. Válvula CHECK : Evita que el aire comprimido que se encuentra en el tanque se regrese hacia el cabezal e. Manómetro: Permite medir la presión del aire comprimido contenido en el tanque f. Válvula de despresurización de la línea de descarga cuando el compresor se apaga, suele ser parte del presostato. g. Presostato: Permite apagar el compresor cuando se ha alcanzado la presión máxima, y prenderlo cuando ha bajado la presión mínima 3.6. TIPOS DE COMPRESORES Los tipos de compresores son los siguientes: 1) De embolo  De pistón  De diafragma 2) Rotativo  Multicelular  De tornillo helicoidal  Roots 3) Turbocompresor  Radial  Axial 4 TECNOLOGIA DEL GAS


3.6.1. Compresores de embolo Los compresores más utilizados, son los de embolo, debido a su precio y a su flexibilidad de funcionamiento, es decir, permiten trabajar con caudales de diferentes magnitudes y con un amplio rango de relación de compresión. El funcionamiento de este tipo de compresores es muy parecido al de un motor de un automóvil.

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Compresores de pistón: Este es el tipo de compresor más difundido actualmente. Es apropiado para comprimir a baja, media o alta presión. Su campo de trabajo se extiende desde 1 bar.

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Compresor de diafragma: Una membrana separa el embolo de la cámara de trabajo, el aire no entra en contacto con las piezas móviles. Por tanto en todo caso, el aire comprimido estará exento de aceite.



3.6.2. Compresores Rotativos Los compresores rotativos consiguen aumentar la presión del aire mediante el giro de un rotor. El aire se aspira cuando el rotor gira en un determinado sentido y después se comprime dentro de la cámara de compresión que se origina en el compresor.

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Compresor rotativo multicelular: Un rotor excéntrico gira en el interior de un carácter cilíndrico provisto de ranuras de entrada y de salida. Las ventajas de ese compresor residen en sus dimensiones reducidas, su función silenciosa y su caudal prácticamente uniforme y sin sacudidas.



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Compresor de tornillo helicoidal: Los tornillos de tipo helicoidal engranan con sus perfiles y de este modo se logra reducir el espacio de que dispone el aire. Esta situación genera un aumento de la presión interna del aire y además por la rotación y el sentido de las hélices es impulsado hacia el extremo opuesto.

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Compresor Roots: En estos compresores, el aire es llevado de un lado a otro sin que el volumen sea modificado. En el lado de impulsión, la estanqueidad se asegura mediante los bordes de los émbolos rotativos.



3.6.3. Turbocompresores Trabajan según el principio de la dinámica de los fluidos, y son muy apropiados para grandes para grandes caudales. Se fabrican de tipo axial y radial. El aire se pone en circulación por medio de una o varias ruedas de turbina. 

Compresor axial: El proceso de obtener un aumento de la energía de presión a la salida del compresor se logra de la siguiente manera. La rotación acelera el fluido en el sentido axial comunicándole de esta forma una gran cantidad de energía cinética a la salida del compresor y por la forma constructiva.



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Compresor radial: En este caso, el aumento de presión del aire se obtiene utilizando el mismo principio anterior, con la diferencia de que en este caso el fluido es impulsado una o más veces en el sentido radial.

3.7. FACTORES QUE AFECTAN LA COMPRESION Temperatura: Altas temperaturas necesitan sistemas de refrigeración, los cuales la mayoría funciona con agua.

Humedad relativa:  

La condensación del agua El agua perjudica al aceite y al aire producido.

Tipo de gas: Hay que asegurarse de que no reaccione con el aceite. Presión: Vigilar las diferencias entre la presión de descarga y la presión de entrada. 3.8. RECOMENDACIONES DE BUEN USO DEL COMPRESOR

Para asegurar una larga vida útil de compresor deben evitarse las condiciones de 9 TECNOLOGIA DEL GAS


funcionamiento fuera de diseño que conducen a una descomposición térmica de los materiales utilizados en el compresor. Algunos materiales utilizados que afectan la vida útil de compresor son los siguientes: Gas Refrigerante, tipo de aceite y los materiales para el aislamiento del motor.

3.9. CONCLUSION Se definió el funcionamiento del compresor, reconociendo sus principales componentes, comparando los distintos tipos de compresores, identificando algunos factores que afectan la compresión con el fin de aplicar este conocimiento el area de procesos. 3.10.

BIBLIOGRAFIA


Principios y Funcionamiento de Un Compresor

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