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DEPARTAMENTO DE INGENIERIA
ELECTRICA Y ENERGETICA
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

COMPRESORES

Pedro Fernández Díez

I.- COMPRESORES ALTERNATIVOS

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 últimacaracterística precisamente, se distinguen 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 trabajola proporciona un motor eléctrico o una turbina de vapor.
Campo de utilización.- Los compresores alternativos tienen una amplia gama de volúmenes
desplazados en el intervalo, 0 ÷ 1000 m 3/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 elestudio
de un compresor monofásico de pistón 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 uncompresor es el volumen barrido en la unidad de 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
C. alternativos.I.-1

multiplicado por el número de revoluciones
de la misma.
En el caso de ser un compresor de másde
una etapa, el volumen engendrado viene indicado por la primera etapa.

Fig I.3.- Ciclo de trabajo teórico de un compresor ideal,
sin pérdidas, con espacio muerto nulo y con un gas perfecto

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
C. alternativos.I.-2

El espaciomuerto o volumen nocivo 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.
Esto provoca un retraso en la aspiración debido a que el aire almacenado en el volumen residual a la presión p2 debe expansionarse hasta lapresión p 1 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 produce un 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 residualentre 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, existiendo al
extremo de la carrera del compresor un espacio muerto, que se corresponde con el menor volumen ocupado por el gas en el proceso de compresión.
La causa principal de ladisminución 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 en-tonces a la línea de
escape, recta (2-3), pero en el punto 3, punto muerto superior, queda todavía un volumen V0,
espacio muerto.
En la posterior carrera de...