COMPRESORES

COMPRESION DE GASES

Dr. ING. JOSE TEZEN CAMPOS

PROCESOS DE COMPRESION
Los procesos de compresión se grafican en el diagrama p-v siguiente.

ANALISIS:
I.

AREAS GENERADAS:

Aa12ba = 1W2  n=k ; Aa14ba = 1W4  n=1
Como: Aa12ba > Aa14ba entonces la diferencia es:

b

124 que representa el ahorro de trabajo que
tendría con el proceso isotérmico frente al
proceso adiabático.

aa

II. RESPECTO ALOS PROCESOS
1.

2.

GAS
3.
4.
INTERCAMBIO DE CALOR
Q=0

5.

¿Qué sucede en el proceso con n=k? Sucede
que Q= O; es decir que este proceso exige una
ausencia absoluta de intercambio de calor
entre el gas y las paredes del cilindro.
¿ Que sucede en proceso con T=C? Para que
este proceso se produzca, debe suceder que la
transmisión del color sea tan perfecta entre el
gas y el medio ambiente. A pesardel incremento
de energía que se produce por el proceso
mismo.
¿En la práctica se dan estos procesos? No. Se
puede acercarse a ellos pero nunca alcanzarse.
¿Qué es lo que en la practica se da? Se da un
proceso poli trópico que se desarrolla entre la
Adiabática y la isotérmica, es decir: 1 < n < k
¿Cuándo se acerca el proceso Adiabático o el
proceso isotérmico?
a) Se acerca al proceso Adiabático,cuando la
refrigeración de las paredes sea deficiente
o el proceso sea muy rápido.
b) se acerca al proceso isotérmico, cuando la
refrigeración es completamente PERFECTA o el
proceso es muy lento.

PROCESO DE COMPRESION ISOTERMICA
Es el proceso de comparación de los compresores
lentos cuyo sistema de refrigeración es lo
suficientemente capaz de mantener la temperatura
constante de la sustanciagaseosa (aire). Este
proceso se presenta en los diagramas p-v y T-s.

CALCULO DEL TRABAJO
n = 1⇒ T = c
2

1W 2 =

∫

− vdp............(1); pv = c ⇒ v =

1
2

1W 2 = − c ∫

1

c
p

p
p
dp
= − p1 v1 ln 2 = p1 v1 ln 1 ....; p1 v1 = RT1
p
p1
p2

∴ 1 W2 = RT1 ln

p1
p2

CALCULO DEL CALOR
1

q 2 = 1W2 + ∆ h......; h = f (T ).....( gases )

∆ h = Cp (T2 − T1 ).....; T1 = T2
∴ ∆h= 0
1

q 2 = 1W2

PROCESO DECOMPRESION POLITROPICA .

Es el proceso que se presenta en la práctica
y que se desarrolla entre los valores de n=1
y n=k. La representación de este proceso se
muestra en los diagramas p-v y T-s.

CALCULO DEL TRABAJO
2

1

2

c n
1 w2 = ∫ − vdp = − ∫ vdp.....; pv = c ⇒ v = ( )
p
1
1
n

2

1
n

−1
n

W 2 = − ∫ c . p dp = − c

1

1

1
n

n− 1

1 2
n

∫

−1
n

p dp = − c

1
n

p

−1
+1
n

1−

1

n−1

1

1
n
n− 1

2

= −c
1
1

1
n

n− 1
n

2

p
n− 1
n 1

n− 1

1

1

c
n
( p 2 n − p1 n ) = −
(c n . p 2 n − c n . p1 n )...; (c) n = ( pv n ) n
1W 2 = −
n− 1
n− 1
n
1

n− 1

1

n− 1

n
n
∴ 1 W2 = −
( p 2n .v 2 . p 2 n − p1n .v1 . p1 n ) = −
( p 2 v 2 − p1 v1 )
n− 1
n− 1
n
( p 2 v 2 − p1 v1 )........; pv = RT
1W 2 =
1− n
n− 1
nRT1 T2
T2
p2 n
nR
(T2 − T1 ) =
( − 1)......; = ( )
1W 2 =
1− n
1 − nT1
T1
p1
n− 1


nRT1   p 2  n


− 1
1W 2 =

1 − n   p1 



PROCESO DE COMPRESION ISOENTROPICA
(Adiabática reversible.)

Es el proceso de compresión de los compresores
muy rápidos en los que la transferencia de calor al
medio es nulo o despreciable. Su presentación en
los diagramas p-v y T-s, es como se muestra:

CALCULO DEL TRABAJO:
Las ecuaciones son las mismas que se utilizanen el proceso de compresión
politrópica, teniendo presente que en este proceso n=K. Por tanto:
K−1


KRT1   p 2  K


− 1
1W 2 =

1 − K   p1 


KR
W
=
(T2 − T1 )
1 2
1− K
∴ 1 W 2 = − c p (T2 − T1 )

W2 = − ( h2 − h1 )

1

K=

cp
cv

⇒ cv =

cp
K

R = c p − cv
R = cp −

cp
K

=

Kc p − c p
K

KR = c p ( K − 1) ⇒ c p =

KR
KR
⇒ − cp =
K−1
1− K

EFICIENCIA DE COMPRESION ADIABATICA(nca).
Es la relación entre el trabajo adiabático reversible y el trabajo adiabático real o
irreversible, ver diagrama p-v y T-s.

EFICIENCIA DE COMPRESION ISOTERMICA (nCT)

COMPRESION EN VARIAS ETAPAS.
Cuando la presión final (pf) es muy elevada, la diferencia entre el trabajo que
consume la compresión politrópica (1-A) y la isotérmica (1-B), que se muestra
en los diagramas p-v y T-s, es...