Aire

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Figura 14. Diagrama del trabajo real de un compresor

Fuente: Diplomado Electromecánica. E.U.P.M. Curso de Neumática. U.P.C. Prof. J.J. de Felipe Blanch.
Al llegar al PMS, el émbolo se mueve en sentido contrario (hacia el PMI), dando lugar a la expansión del gas acumulado en el espacio muerto, hasta conseguir de nuevo una presión inferior a la de aspiración y continuar un nuevo ciclo.Características esenciales. Se denomina desplazamiento o cilindrada, es el volumen barrido en su recorrido por el émbolo. Es un dato que normalmente aparece en los catálogos, aunque su utilidad es relativa, según veremos.
Se denomina volumen muerto o espacio perjudicial, al volumen residual que existe entre la cara superior del émbolo en el PMS, y la parte interior de la culata. Normalmente se indica entanto por ciento de la cilindrada y suele rondar entre el 3 y el 10%.
Este volumen provoca, que debido a la expansión del aire comprimido en este espacio, en la carrera de aspiración el volumen de aire realmente entrado al cilindro, sea manifiestamente inferior a la cilindrada.
Se denomina caudal teórico, al producto de la cilindrada por el número de revoluciones por segundo:

Siendo D eldiámetro del cilindro, n el r.p.m., C la carrera.
Se denomina relación de compresión (rc), a la relación entre la presión de descarga y la de aspiración.

Debido a que este factor es determinante en la potencia del compresor, si realizásemos compresiones muy altas en un sólo cilindro, tendríamos dos problemas:
* 1. Se dispara la potencia consumida.
* 2. Las temperaturas del aire de descargaserían prohibitivas (muy elevadas).
Por lo que normalmente para obtener presiones elevadas se utilizan varios cilindros en serie con refrigeración intermedia, comprimiéndose el aire por etapas (compresores de varias etapas).
Está demostrado que se tiene el máximo rendimiento o, si queremos, el mínimo consumo de energía, cuando la presión absoluta intermedia pi, es igual a la raíz cuadrada de lapresión final de descarga:

Cuando un compresor es de varias etapas (x), las relaciones de compresión de cada etapa son sensiblemente iguales, y debe tener un valor de:

Otro dato que tiene un verdadero significado físico es la denominada potencia específica, que es un parámetro importante y permite averiguar el rendimiento del compresor. Se puede hallar de dos formas:
* Potenciaabsorbida en C.V. por m3/min. , aspirado por el compresor.
* Consumo específico como, Watts por m3 aspirado.
(0,736 C.V. = 1 kw)
6.4 RENDIMIENTOS
* Rendimiento indicado o interno. Que nos facilita el grado de alejamiento entre el ciclo real respecto al ideal. (Aprox. un 80%)

* Rendimiento mecánico. Que nos facilita la relación entre el trabajoindicado o real, y el trabajo necesario en eleje. Esto nos proporciona una idea de las pérdidas mecánicas que tienen el compresor. (Aprox. un 90%).

* Rendimiento volumétrico. Es la relación entre el caudal realmente aspirado por el compresor y el caudal teórico.

El cálculo del rendimiento volumétrico se puede establecer por la siguiente fórmula:

En donde, E es el espacio muerto relativo, Z1/Z2 el cociente de factores decompresibilidad de la aspiración y el escape (en el aire para presiones normales vale 1), ? la relación de calores específicos del gas y K un coeficiente que tiene en cuenta el grado de estanqueidad de segmentos y válvulas, así como las pérdidas de carga en las válvulas.
6.5 COMPRESORES ALTERNATIVOS
Podemos resumir los compresores de este tipo que existen en el mercado, según sus caudales y la potenciaespecífica (C.V./m3/min.):
Tabla 2. Especificación de caudales y potencias de los tipos de compresores.

Fuente: Diplomado Electromecánica. E.U.P.M. Curso de Neumática. U.P.C. Prof. J.J. de Felipe Blanch.
6.6 COMPRESORES ROTATIVOS
Reciben este nombre los compresores que comprimen el aire, mediante un procedimiento rotatorio y continuo, es decir, empujan el aire desde la aspiración a la...
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