Compresores

Compresión
La compresión es un proceso utilizado para incrementar la presión de un gas o vapor, el cual se realiza a través de un compresor

La compresión de un gas puede observarse en el movimiento de un pistón

El gas es un fluido compresible P2 >> P1

P
Volumen P1 , T1 , V1 P2 , T2 , V2 Ley de los gases: Condición Inicial Condición final
Volumen

T

P.V = n.R.T.z

CompresiónCompresores Máquina que tienen por finalidad aportar una energía a los fluidos compresibles (gases y vapores), para hacerlos fluir aumentando al mismo tiempo su presión.

P succión Energía

El incremento de presión del compresor se expresa como una razón o relación de compresión (r)

P descarga
La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen del mismo durante su paso a través delcompresor.

r=

Pdesc arg a Psucción

Compresión – Tipos Compresores

Desplazamiento Positivo (DP)
Unidades de flujo intermitente, donde sucesivos volúmenes de gas son confinados en un espacio y elevado a alta presión

Dinámicos
Máquinas de flujo continuo en la cual el cabezal de velocidad del gas es convertido en presión

térmicos
Maquinas que usan altas velocidades de un gas o vaporque se mezcla con el gas de alimentación para convertir la velocidad en presión

Reciprocantes

Rotatorias

Flujo Radial (Centrífugos)

Flujo Axial

Eyectores

Embolo Pistón Diafragma

Lóbulos Tornillo

Compresión – Tipos
Tipos de compresores
Utilizado para sistemas que requieren bajas potencias Disponible para capacidades por debajo del rango de flujo económico de los compresorescentrífugos. Disponibles para altas presiones; casi siempre son usados para presiones de descarga por encima de 25000 KPa man. (3500 psig). Son mucho menos sensitivos a la composición de los gases y a sus propiedades cambiantes

Reciprocantes

Tipo pistón Tornillo

Compresión – Tipos
Tipos de compresores Los compresores rotatorios son máquinas en la cual la compresión y el desplazamientoes afectado por la acción positiva de los elementos que rotan. Tornillo
Utilizado para sistemas que requieren bajas potencias Tiene limitaciones con la presión de succión

El tornillo gira y comprime el fluido gaseoso

Compresión – Tipos
Tipos de compresores
Utilizado para altas potencias Se requiere normalmente compresores con tres o cuatro ruedas

Centrífugos

Continuos y largostiempos de funcionamiento (típicamente 3 años) son posibles con una alta confiabilidad Requieren poca área para su instalación.

Las ruedas giran y convierten la fuerza centrifuga en presión

Compresión – Tipos
Tipos de compresores
Los compresores axiales compiten directamente con los centrífugos.

Flujo Axial

La eficiencia puede ser hasta 10% mayor que la de los centrífugos Menor tamañofísico y menor peso que los centrífugos, Los sistemas de control de flujo y los controles de protección son más complejos y costosos que para los centrífugos.

Compresión – Procesos termodinámicos
Presión
Estado Final

P2

Termodinámicamente un estado se define con dos propiedades Presión Temperatura Volumen Entalpía (H) Energía Interna (U) Entropía

Proceso de compresión

W P1Estado Inicial

Estado inicial Estado final

Volumen

La energía requerida depende del trayecto del proceso

Sistema

W = ∫ VdP
P 1

P2

El proceso termodinámico para pasar del estado 1 al estado 2 establece la energía requerida para comprimir el gas

Compresión – Procesos termodinámicos
Procesos de Compresión - Proceso Isotérmico P.V n=cte. n = 1
Este modelo asume que latemperatura del gas permanece constante durante la compresión

- Proceso Isentrópico P.V n=cte. n = k
Asume que no hay transferencia de calor durante el proceso de compresión

Trabajo del compresor

- Proceso Politrópico P.V n=cte. n = n
Este modelo asume que hay incremento de temperatura así como perdida de energía (calor) en los componentes del compresor

Isotérmico Politrópico Isentrópico...