Compresores Axiales

CAPITULO XII

COMPRESORES AXIALES.

12.1

Introducción.

12.2

Incremento de presión teórica en una etapa y el
factor de disminución de trabajo.

12.3

Grado de reacción.

12.4

Los coeficientes de diseño.

12.5

Curvas características.

12.6

El TC supersónico.

12.7

Calculo de un TC axial.

12.8

Problemas.

12.9

Resumen de ecuaciones.

12.10Bibliografía.

Prof. Luis M. Bustamante. Ingeniero Mecánico. U.C.V. Esp. UNEXPO, UCAB.
Diplomado U.L.A. Sociedad Bolivariana.

CAPITULO 12

COMPRESORES AXIALES.

12.1.-

INTRODUCCION.

Los TC axiales se empezaron a construir a principio del siglo pasado y su
rendimiento fue muy bajo en comparación con el alto rendimiento alcanzado por los TC
radiales de alta presión y caudal en laactualidad. Fue después que los primeros TC
axiales de rendimiento aceptable aparecieron; de manera que los TC radiales le llevan
prácticamente un siglo de ventaja al TC axial.

Los TC axiales se caracterizan por tener el ángulo de desviación en los alabes
inferior a 45º; mientras que en los de un TT se puede pasar de 240º, conservando aún
buen rendimiento.

El salto entálpico periférico en unescalonamiento o etapa en un TC axial, como fue
ya definido, es:
Yu  uc2u  c1u 

Como además, de los triángulos de velocidad, suponiendo ca  cte , se deduce que

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Turbomáquinas. Turbocompresores Axiales

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c2u  c1u  w2u  w1u
w2u  cactg 2
w1u  cactg 1

se tendrá:
Yu  uca ctg1  ctg2 

(12.1)

De la ecuación anterior se deduce que, siendo en un TC axial necesariamente la
diferencia ctg 1  ctg 2  muy pequeña, el aumento del salto por etapa se ha de conseguir
mediante un aumento de u o de ca . Siendo a su vez ambas posibilidades muy limitadas, y
correspondiendoa un salto periférico pequeño, es decir, un incremento de presión por
etapa pequeño, la relación de compresión por etapa en los TC axiales es muy pequeña,
de 1,15 a 1,35 aproximadamente, mucha menor que en el TC radial.

Sin embargo esto no evita que el TC axial predomine hoy en el campo de las
grandes potencias sobre el TC radial, y ello no sólo en el campo de los grandes caudales
sinotambién en el de las grandes relaciones de compresión, que se alcanzan aumentando
el número de etapas.

Los TC axiales se clasifican en subsónicos y supersónicos y obviamente cumplen
con lo dicho sobre las pérdidas, saltos entálpicos, rendimientos y potencias de los TC, lo
cual es íntegramente aplicable a los TC axiales; e igualmente a lo dicho sobre la relación
de compresión de una etapaadiabática, sobre los diagramas Ts pV de la compresión
adiabática y refrigerada, aplicable a todos los TC, y por tanto a los TC axiales.

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12.2.- INCREMENTO DEPRESION TEORICA EN UNA ETAPA Y EL
FACTOR DE DISMINUCIÓN DE TRABAJO.
El incremento de entalpía periférico en una etapa de compresión adiabática es,
Yu  h3  h1  uc2u  c1u 

(12.2)

habiendo supuesto que la energía cinética es sensiblemente la misma a la salida (punto 3)
y entrada (punto 1) de la etapa.

Se tiene además
dh  du  pdv  vdp  vdp

ya que du  pdv  Q  0 en elproceso isentrópico que se esta considerando.

Siendo en un TC axial el incremento de presión por etapa muy reducido, la
variación de la densidad   1 v será correspondientemente muy pequeña. Si en la
primera aproximación se supone (en una etapa, no en todo el TC)   cte , se tendrá

dh 

dp



e integrando entre 1 y 3:

h3  h1 

p3  p1



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