Compresores Centrifugos

Descripción
El compresor centrífugo es una turbomáquina que consiste en un rotor que gira dentro de una
carcasa provista de aberturas para el ingreso y egreso del fluído. El rotor es el elemento que convierte la energía mecánica del eje en cantidad de movimiento y por tanto energía cinética del fluído. En la carcasa se encuentra incorporado el elemento que convierte la EC en energía potencialde presión (el difusor) completando así la escala de conversión de energía.
El difusor puede ser del tipo de paletas sustancialmente radiales, o de caracol. Las Figuras 3.1 y 3.2
ilustran un compresor radial con ambos tipos de difusores:


Tipos
El rotor de las figuras anteriores es del tipo abierto, de un solo lado y de paletas rectas o
Perfectamente radiales. Los rotores pueden ser dedoble entrada, y también pueden tener una cubierta sobre los bordes de las paletas (Figura 3.3):

En la descarga la paleta puede ser perfectamente radial o bien inclinada hacia “adelante” (en el
sentido de rotación) o hacia “atrás” (Figura 3.4)

En ocasiones cada segunda paleta es recortada, comenzando a cierta distancia de la entrada,
configuración denominada “divisora” (splitter vane). LaFigura 3.5 muestra un rotor de diseño avanzado, paletas inclinadas hacia atrás y divisoras en la entrada:
Transferencia de cantidad de movimiento en el rotor
Convencionalmente las estaciones de entrada y salida del rotor se indican con los índices 1 y 2.
Debido a que el fluído sufre un cambio de dirección de 90 grados es necesario dibujar los diagramas de velocidades en dos planos: una vista endirección radial para la entrada y una vista en dirección axial para la
salida (Figura 3.6):

La velocidad relativa W (en el diagrama, Vr) se indica paralela a la superficie media de la paleta, es
decir, correctamente direccionada para una entrada sin pérdidas por choque, y saliendo en la dirección de la paleta. La velocidad absoluta de entrada C1 (en la figura V1 ) se indica en el diagramacomo perfectamente axial, por lo que no habrá componente de C1 en la dirección de U1. Luego, el teorema de Euler para el rotor será:
E U C t 2 2, = .
2.2 Componentes del rotor
La Figura 3.7 indica la nomenclatura en castellano e inglés de las partes del rotor:


Funciones
Las partes del rotor cumplen distintas funciones.
En el inductor la paleta tiene el ángulo apropiado para que elfluído ingrese al rotor con la
velocidad relativa paralela a la superficie de la paleta. En el caso de que la paleta tenga un espesor apreciable y un borde de ataque redondeado, se tomará la línea media del espesor como referencia para el ángulo de W. Se debe notar que como U varía con el radio por ser el producto de la velocidad de rotación por el radio, el ángulo de la paleta debe variar radialmentedesde la maza hasta la cubierta para cumplir con la condición de tangencia de W. En ciertos casos se suelen incluír paletas fijas alabeadas en el conducto de entrada para variar el ángulo de la velocidad absoluta de entrada C1 y obviar así la necesidad de alabear la paleta del rotor.
Luego del inductor sigue una sección del conducto en que el fluído gira aproximadamente 90
grados y comienza amoverse en dirección radial, siguiendo el movimiento giratorio del rotor. En esta sección es donde se produce la mayor parte de la impulsión del fluído en la dirección tangencial, y donde las paletas ejercen presión sobre el fluído, distinguiéndose una cara de presión (la más retrasada en la dirección del movimiento) y una cara de succión (la más avanzada).
En la sección de salida, que puede serradial, inclinada hacia delante o hacia atrás, el fluído ya
posee la velocidad tangencial del rotor, y la presión que ejercen las caras de la paleta disminuye hasta anularse en el borde de fuga. Aunque no es estrictamente necesario, en general se diseña el conducto para que presente una sección constante, y como la presión estática relativa prácticamente no varía (la densidad no varía) la...