Compresores

COMPRESORES

Pedro Fernández Díez
http://libros.redsauce.net/

I.- COMPRESORES ALTERNATIVOS
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I.1.- INTRODUCCIÓN Los compresores son máquinas que tienen por finalidad aportar una energía a los fluidos compresibles (gases y vapores) sobre los que operan, para hacerlos fluir aumentando al mismo tiempo su presión. En esta última característica precisamente, sedistinguen de las soplantes y ventiladores que manejan grandes cantidades de fluidos compresibles (aire por ejemplo) sin modificar sensiblemente su presión, con funciones similares a las bombas de fluidos incompresibles. Un compresor admite gas o vapor a una presión p1 dada, descargándolo a una presión p2 superior, Fig I.1. La energía necesaria para efectuar este trabajo la proporciona un motoreléctrico o una turbina de vapor. Campo de utilización.- Los compresores alternativos tienen una amplia gama de volúmenes desplazados en el intervalo, 0÷1000 m3/h, entrando en competencia con los de paletas, tornillo, etc. I.2.- FACTORES INCLUIDOS EN EL RENDIMIENTO VOLUMÉTRICO REAL El ciclo teórico de trabajo de un compresor ideal se entiende fácilmente mediante el estudio de un compresor monofásico depistón funcionando sin pérdidas y que el gas comprimido sea perfecto, Fig I.3. Con ésto se da por hecho que el pistón se mueve ajustado herméticamente al cilindro, e incluso se considera que el paso del aire hacia y desde el cilindro tiene lugar sin resistencias en válvulas y conductos, es decir, sin cambio de presión. El volumen de desplazamiento de un compresor es el volumen barrido en la unidadde tiempo por la cara o caras del pistón de la primera etapa, Fig I.2; en el caso de doble efecto, hay que tener en cuenta el vástago del pistón. El volumen desplazado VD por un compresor es el volumen de la cilindrada de la máquina multiplicado por el número de revoluciones de la misma. En el caso de ser un compresor de más de una etapa, el volumen desplazado viene indicado por la primera etapa.El espacio muerto V0 corresponde al volumen residual entre el pistón y el fondo del cilindro y las lumbreras de las válvulas, cuando el pistón está en su punto muerto, estimándose entre un 3% ÷10% de la carrera, de acuerdo con el modelo de compresor.
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Fig I.I.1.- Esquema del funcionamiento de un compresor alternativo, y partes de un compresor hermético

Fig I.I.2.-Volumen barrido en un compresor alternativo

Esto provoca un retraso en la aspiración debido a que el aire almacenado en el volumen residual a la presión p2 debe expansionarse hasta la presión p1 antes de permitir la entrada de aire en el cilindro. Sin embargo, su efecto es doble en razón a que si por un lado disminuye el volumen de aspiración, por otro ahorra energía, ya que la expansión produceun efecto motor sobre el pistón; se puede considerar que ambos efectos se compensan bajo el punto de vista energético. Si el compresor no tuviese espacio muerto, el volumen residual entre el punto muerto superior PMS y las válvulas de aspiración y escape sería 0; esta salvedad se hace en virtud de que la compresión del aire no se puede llevar, por razones físicas, hasta un volumen nulo, existiendoal extremo de la carrera del compresor un espacio muerto, que Fig I.3.- Ciclo de trabajo teórico de un compresor ideal, se corresponde con el menor volumen ocupado por sin pérdidas, con espacio muerto nulo y con un gas perfecto el gas en el proceso de compresión. La causa principal de la disminución del volumen de vapor efectivamente desplazado por un compresor es el espacio muerto o perjudicial.En el ciclo interno teórico del compresor, Fig I.4, al término de la compresión la presión es p2; el vapor comprimido pasa entonces a la línea de escape, recta (2-3),
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pero en el punto 3, punto muerto superior, queda todavía un volumen V0, espacio muerto. En la posterior carrera de retroceso (aspiración), este volumen V0 de gas se expansiona hasta el punto 4, presión...