El compresor centrífugo

COMPRESORES CENTRÍFUGOS

El compresor centrífugo es una máquina en la que el gas es comprimido por la acción dinámica de las paletas giratorias de uno o más rodetes. El rodete esta transmisión de energía variando el momento y la presión del gas. El momento (relativo a la energía cinética) se convierte en energía de presión útil al perder velocidad en gas en el difusor del compresor u otro rodete.

Un compresor de este tipo está constituido esencialmente por dos partes:

• El rodete, el cual impulsa el gas.

• La carcasa, que primero conduce el gas hasta el rodete y después lo recibe de él a una presión mayor.

Según el flujo interno de gas dentro del compresor clasificaremos los compresores en:

• Compresores centrífugos: En ellos el flujo es radial y la transferencia de energía se debe predominantemente a un cambio en las fuerzas centrifugas actuantes sobre el gas .

• Compresores axiales: En ellos el flujo de gas es paralelo al eje del compresor. En ellos el gas es comprimido en pasos sucesivos. Cada paso está compuesto por una corona móvil solidaria al rotor y otra fija perteneciente a la carcasa. La energía se transfiere al gas en forma de momento cinético por la corona móvil, para pasar a continuación a la fija donde transforma su velocidad en presión.

Debido al hecho de que es la industria los compresores axiales no son de uso extendido, referiremos toda la explicación hacia los compresores centrífugos.

Las características de funcionamiento de un compresor centrífugo pueden expresarse, como en el caso de las bombas centrífugas, mediante curvas características que muestran la variación de la carga desarrollada (y del rendimiento) frecuente al caudal volumétrico, para cada velocidad de giro. .

El único punto de trabajo en el que el compresor puede actuar de forma que suministra la presión necesaria en el punto de intersección con la curva característica del sistema.

En la figura también se indica que existe una capacidad mínima para cada velocidad por debajo de la cual la operación es inestable. Esta inestabilidad viene acompañada por un ruido característico denominado “surge”, por lo que la capacidad mínima se llama “límite de surge”. La inestabilidad se debe a la forma de la curva presión-capacidad, que alcanza un máximo para un valor de la capacidad que corresponde aproximadamente al 50% de la capacidad para el rendimiento máximo y después disminuye rápidamente al tender la capacidad de cero. Si en el momento dad la capacidad disminuye de forma que la presión cae por debajo del máximo, la presión en la tubería de descarga superará la desarrollada por el compresor en ese instante y el flujo se invertirá momentáneamente. Al disminuir aún más la capacidad la presión en la tubería de descarga descenderá y el compresor volverá a descargar, produciéndose así la oscilación característica de la operación por debajo del límite de bombeo.

Los compresores centrífugos pueden desarrollar una presión en su interior, que depende de la naturaleza y las condiciones del gas que manejan y es virtualmente independiente de la carga del procesamiento.

Las condiciones que es preciso tomar en cuenta son:

• La presión barométrica más baja

• La presión de admisión más baja

• La temperatura máxima de admisión

• La razón más alta de calores específicos

• La menor densidad relativa

• El volumen máximo de admisión

• La presión máxima de descarga

La mayoría de los compresores centrífugos funcionan a velocidades de 3.500 RPM (revoluciones por minuto) o superiores y uno de los factores limitantes es el de la fatiga del impulsor. Los impulsores de los compresores centrífugos son por lo común motores eléctricos o turbinas de vapor o gas, con o sin engranajes de aumento de velocidad.

En un compresor, como en una bomba centrífuga, la carga es independiente del fluido que se maneje. .

Los compresores centrífugos constan esencialmente de: caja, volutas, rodetes impulsores, un eje y un sistema de lubricación.

Las volutas convierten la energía cinética del gas desarrollada por los impulsores en energía potencial o presión. La caja es la cubierta en que van ajustadas las volutas y está proyectada para la presión a la que se ha de comprimir el gas.

La caja se construye adaptándola a la aplicación particular y puede ser de hierro colado, acero estructural o fundición de acero.

La compresión de un gas en un compresor centrífugo requiere con frecuencia un medio de ocluir el gas para evitar su fuga a la atmósfera o su contaminación. Existen varios tipos de oclusores

• El de cierre mecánico con anillo de carbón

• El inerte

• El directo de aceite en el cojinete del compresor y los de gasto de aceite

Todos están diseñados principalmente como cierre de funcionamiento y no de paro.

Los compresores centrífugos se utilizan para una gran variedad de servicios, incluyendo:

• Enfriamiento

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