Compresores

MÁQUINAS PARA FLUIDOS 1

COMPRESORES

INSTITUTO DE MECÁNICA DE LOS
FLUIDOS E INGENIERÍA AMBIENTAL
(IMFIA)

2010

Compresores

1.

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INTRODUCCIÓN.

La práctica industrial moderna requiere, para múltiples usos, la compresión de gases y
vapores. El accionamiento de herramientas neumáticas y mecanismos de potencia, el
enfriamiento intenso y concentrado, la limpieza, etc. sonaplicaciones corrientes que
demandan aire comprimido. Otros gases deben ser comprimidos para usos médicos (O2),
extinción de incendios (CO2 y otros), soldadura (O2, argón, acetileno, butano, etc.),
domésticos (G.L.P). Por otra parte, los equipos de refrigeración requieren la compresión de
vapores.

Cuando las elevaciones de presión son reducidas (por ejemplo, que las presiones absolutas
deadmisión y descarga de la máquina cumplan pdesc/padmis < 1,1), las máquinas utilizadas
son llamadas ventiladores. En esos casos, la densidad del gas suele no variar más de de un
5%, por lo que a muchos efectos puede ser supuesto incompresible.

Cuando es relación es del orden de 1,5 a 2, es frecuente llamarlas sopladores o soplantes.
Para relaciones mayores, se llaman compresores. Sesupondrá, en lo sucesivo, que el
proceso es tal que el fluido debe considerarse compresible, es decir, que su densidad varía
más de un 5 %. En las aplicaciones industriales más extendidas, variará más de 4 ó 6 veces
su valor inicial.

En la tabla siguiente se clasifica los tipos de compresores más utilizados en la industria

Reciprocantes

Simple efecto
Doble efecto

De desplazamiento positivoDe paletas deslizantes
rotativos

De tornillo
De lóbulos
De anillo líquido
Scroll

Dinámicos

Centrífugo
Axial

En los capítulos siguientes se describirá las características constructivas y de
funcionamiento de los principales tipos de compresores.

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1. CONCEPTOS TERMODINÁMICOS BÁSICOS.
1.1. Presión.
Sea una superficie S sobre la que es ejercida una fuerzadistribuida F(P) normal a S en P
(P∈ S ) . Sea A(SP) el área de una parte Sp de dicha superficie que contiene al punto P, y
r
n la normal a S .
Se llama presión sobre la superficie S en el punto P a :

p = lim

diamS p →0

r
∫ F (P )× nds
Sp

A(S P )

Es usual medir la presión en kg/cm2 (ó atmósfera técnica, at) o en lb/in2 (psi). La unidad
de presión en el Sistema Internacionales el Pascal (Pa). Se cumple:

1Pa

= 1 N m 2 = 1,0197 × 10 −5 Kgf cm 2 = 1,45054 × 10 −4 psi.

También se usa como unidad práctica el Bar ( 1 Bar = 105 Pa ).
Se llama "atmósfera barométrica" o "atmósfera absoluta" (atm) a la presión que produce
una columna de 760 mm de mercurio cuya densidad sea de 13595,1 kg/cm3 , a nivel del
mar y a 0ºC. Si la temperatura es t (ºC), la atmósferaabsoluta B se relaciona con la definida
a 0ºC (B0) mediante:
B0 = B ( 1 – 1.72 x 10-4 t )
De la definición de atmósfera absoluta se deduce que:
1 atm = 760 mm Hg (a 0ºC) = 1,0332 at
Los dispositivos utilizados generalmente para medir presión, denominados manómetros,
miden la diferencia entre la presión en el punto considerado y la presión atmosférica. Los
más usuales, llamados "manómetros tipoBourdon", constan de un tubo curvo de sección
aproximadamente oval (ver Figura 1.1). Dicho tubo tiende a enderezarse al aumentar dicha
diferencia. El movimiento del extremo
de dicho tubo, amplificado, es llevado a
una aguja indicadora.
Llamando p a la presión atmosférica en
el lugar de medición, un manómetro
indica la "sobrepresión" o "presión
manométrica":
pm = p - pat
siendo p lapresión en el punto medio,
llamada "presión absoluta". Cuando se
deba indicar que la presión considerada
es absoluta, su magnitud se indicará en
"ata", "psia" o "Pa (abs.)".
Los instrumentos que indican presiones
inferiores a la atmosférica se llaman

Figura 1.1.
Manómetro Bourdon

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"vacuómetros", si bien no suelen diferir en construcción de los manómetros. Miden la...