Compresor

18 Esquema TCA, partes constitutivas. Ppio. Funcionamiento. Variación p y vel en las etapas.

Elementos:
1) Una fila de alabes estacionarios en la entrada al compresor Inlet Guide Vanes (IGV) asegura que el fluido ingrese en la primera etapa del compresor, con el ângulo apropiado.
2) alabes rotoricos estan fijados al tambor o rotor, mientras que los alabes estatoricos estan fijados ala carcasa.
3) en la salida del compresor, se coloca otra fila de alabes estacionarios que funcionan como difusores y controlan su velocidad (EGV Exit gas Vanes).

La reduccion de area compensa los incrementos de densidad del fluido a medida que es comprimido, permitiendo una velocidad axial aproximadamente constante.

Principio de funcionamiento.
El rotor transfiere al fluido la energiamecanica recibida, aumentando su presion estatica y su energia cinetica. La energia cinetica del fluido que sale de la fila de alabes rotoricos, se transforma en presion en los alabes estatoricos que funcionan como difusores.
La figura muestra la variación de la velocidad y presión del fluido a través de las distintas etapas del compresor.

19 TCA Características principales de TCA, comparacióncon TCC.

El turbocompresor centrifugo tiene las siguientes ventajas sobre el turbocompresor axial (TCA)
- Mayor robustez .
- Mayor Dp por etapa, entonces menor numero de etapas a igual Dp total.
- Mayor facilidad de alojamiento de los sistemas de enfriamiento.
- Mayor estabilidad de funcionamiento.

El turbocompresor axial ofrece las siguientes ventajas con relacion al turbocompresorradial:
- Mejor rendimiento
- Facilidad para utilizar un gran numero de etapas, por lo tanto aunque El Dp por etapa sea bajo, El TCA permite alto Dp total.
- Gran Capacidad para trabajar con grandes caudales y altas relacion de compresion.
El turbocompresor axial tiene menor volumen, menor superficie frontal, y menor peso para igualdad de gasto masico y de relacion de compresion. Esta ventaja esexcepcionalmente importante en aviacion. Los turbocompresores de las turbinas de gás de grandes potencias
Son axuiales y los de pequeña potencia radiales.

La relacion de compresion por escalonamiento es:
- Escalonamiento turbocompresor radial: maxima realizable de 3 a 5.
- Escalonamiento turbocompresor axial: maxima realizable de 1,5 a 2.
Aunque el turbocompresor axial tiene mejorrendimiento que el radial, es mucho mas se
variaciones de la carga y su rendimiento cae rápido.
funcionamiento

La curva de rendimiento en funcion del gasto masico del turbocompresor radial es mas plana
(horizontal) que la del turbocompresor axial.

En la figura siguiente se indican las curvas caracteristicas relacion de presiones en funcion del caudal volumetrico a la entrada de la maquina.
En elpunto nominal o de diseno, que viene determinado por el caudal volumetrico nominal y la relacion de presiones nominal, el rendimiento es maximo, siendo en general, mas elevado en El turbocompresor axial.

El TCC tiene una zona de funcionamiento estable mayor. La linea punteada es el limite de
funcionamiento estable o limite de (surge) bombeo. Por lo visto el TCA es mas sensible a estefenomeno.
El turbocompresor centrifugo se puede disenar desde caudales minimos de 500 m3/h y máximos 290.000 m3/h.
Los axiales exigen caudales minimos superiores a los 14.400 m3/h y se pueden ser mayores a a 1.000.000 m3/h.

20 TCA Perfil Alar, coef sust. y arrastre.relación con las fuerzas en un álabe en cascada de un TCA.

Alabe aislado
El perfil alar es curvado, concavo (lado de presion) en unlado, y convexo (lado de succion) en el otro. Em compresores el rotor gira hacia el lado concavo del alabe.

Si el perfil presenta um ângulo respecto de la corriente Del fluido se CREa una perturbacion en el flujo, la perturbación mayor se da aguas abajo. Por esto en el perfil aparecen fuerzas de arrastre en la dirección del flujo y de sustentación normal al flujo.
aguas abajo del perfil....