Compresores

DEFINICIÓN, CLASIFICACIÓN Y PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

COMPRESOR (MÁQUINA)

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.

Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente, también de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos compresibles, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.

UTILIZACIÓN

Los compresores son ámpliamente utilizados en la actualidad en campos de la ingeniería y hacen posible nuestro modo de vida por razones como:

• Son parte importantísima de muchos sistemas de refrigeración y se encuentran en cada refrigerador casero, y en infinidad de sistemas de aire acondicionado.

• Se encuentran en sistemas de generación de energía eléctrica, tal como lo es el Ciclo Brayton.

• Se encuentran en el interior de muchos motores de avión, como lo son los turborreactores, y hacen posible su funcionamiento.

• Se pueden comprimir gases para la red de alimentación de sistemas neumáticos, los cuales mueven fábricas completas.

TIPOS DE COMPRESORES

Funcionamiento de un compresor axial.

Clasificación según el método de intercambio de energía:

Hay diferentes tipos de compresores de aire, pero todos realizan el mismo trabajo: toman aire de la atmósfera, lo comprimen para realizar un trabajo y lo regresan para ser reutilizado.

El compresor de desplazamiento positivo. Las dimensiones son fijas. Por cada movimiento del eje de un extremo al otro tenemos la misma reducción en volumen y el correspondiente aumento de presión (y temperatura). Normalmente son utilizados para altas presiones o poco volumen. Por ejemplo el inflador de la bicicleta. También existen compresores dinámicos. El más simple es un ventilador que usamos para aumentar la velocidad del aire a nuestro entorno y refrescarnos. Se utiliza cuando se requiere mucho volumen de aire a baja presión.1

• El compresor de émbolo: es un compresor de aire simple. Un vástago impulsado por un motor (eléctrico, diésel, neumático, etc.) es impulsado para levantar y bajar el émbolo dentro de una cámara. En cada movimiento hacia abajo del émbolo, el aire es introducido a la cámara mediante una válvula. En cada movimiento hacia arriba del émbolo, se comprime el aire y otra válvula es abierta para evacuar dichas moléculas de aire comprimidas; durante este movimiento la primera válvula mencionada se cierra. El aire comprimido es guiado a un tanque de reserva. Este tanque permite el transporte del aire mediante distintas mangueras. La mayoría de los compresores de aire de uso doméstico son de este tipo.

• El compresor de tornillo: Aún más simple que el compresor de émbolo, el compresor de tornillo también es impulsado por motores (eléctricos, diésel, neumáticos, etc.). La diferencia principal radica que el compresor de tornillo utiliza dos tornillos largos para comprimir el aire dentro de una cámara larga. Para evitar el daño de los mismos tornillos, aceite es insertado para mantener todo el sistema lubricado. El aceite es mezclado con el aire en la entrada de la cámara y es transportado al espacio entre los dos tornillos rotatorios. Al salir de la cámara, el aire y el aceite pasan a través de un largo separador de aceite donde el aire ya pasa listo a través de un pequeño orificio filtrador. El aceite es enfriado y reutilizado mientras que el aire va al tanque de reserva para ser utilizado en su trabajo.

• Sistema pendular Taurozzi: consiste en un pistón que se balancea sobre un eje generando un movimiento pendular exento de rozamientos con las paredes internas del cilindro, que permite trabajar sin lubricante y alcanzar temperaturas de mezcla mucho mayores.

• Reciprocantes o alternativos: utilizan pistones (sistema bloque-cilindro-émbolo como los motores de combustión interna). Abren y cierran válvulas que con el movimiento del pistón aspira/comprime el gas. Es el compresor más utilizado en potencias pequeñas. Pueden ser del tipo herméticos, semiherméticos o abiertos. Los de uso doméstico son herméticos, y no pueden ser intervenidos para repararlos. Los de mayor capacidad son semiherméticos o abiertos, que se pueden desarmar y reparar.

• Rotativo-helicoidal (tornillo, screw): la compresión del gas se hace de manera continua, haciéndolo pasar a través de dos tornillos giratorios. Son de mayor rendimiento y con una regulación de potencia sencilla, pero su mayor complejidad mecánica y costo hace que se emplee principalmente en elevadas potencias, solamente.

• Rotodinámicos o turbomáquinas: utilizan un rodete con palas o álabes para impulsar y comprimir al fluido de trabajo.

4.2 SISTEMAS AUXILIARES.

Filtro de entrada Para asegurar un buen funcionamiento del compresor, este deberá llevar siempre un filtro de aspiración eficaz. De otra forma, los abrasivos que hay en el aire llegarían a la unidad y podrían causar un desgaste excesivo en los cilindros, anillos de pistón, cojinetes, etc. Un buen filtro de aire deberá cumplir los siguientes requisitos.. Gran eficacia de separación. Buena capacidad de acumulación. Baja resistencia al flujo de aire. Construcción robusta. Los tipos más comunes de filtros son los de laberinto y de papel.

Filtros de laberinto secos

En un filtro de laberinto se fuerza al aire a cambiar de dirección rápidamente, acelerándolo y desacelerándolo, de manera que las partículas sólidas se precipiten por su propio peso hacia un depósito en el fondo del mismo.

Los intervalos de limpieza dependen de la contaminación del aire, aunque los más normal es de semana a semana o cada 50 a 100 horas de funcionamiento del compresor.

Se recomienda por tanto, los filtros de laberinto, de forma muy especial en compresores de poca capacidad, que trabajen en lugares donde el aire ambiente está relativamente limpio, o también como prefiltro separador de partículas gruesas.

Filtros de laberinto en baño de aceite

El caudal de aire es conducido a un depósito de aceite por una pantalla deflectora y allí cambia de dirección.

La mayor parte de las partículas contaminadas son absorbidas por el aceite, pero como el flujo de aire arrastra parte del mismo, hay que dirigir el aire de nuevo hacia un filtro tipo laberinto, donde se separa el aceite.

Este tipo de filtro tiene una gran capacidad de acumulación y es capaz de eliminar una cantidad de impurezas igual al peso del aceite. De todas formas, hay que limpiar el filtro a intervalos regulables y hay que cambiar el aceite en cada periodo de limpieza.

Filtros de papel.

Estos filtros cilíndricos son del tipo no recuperable. El elemento consiste en un papel corrugado impregnado de aceite seco, inserto en el espacio que hay entre dos cilindros concéntricos hechos de chapa perforada.

Las partes superior e inferior de la armadura están fabricadas en plástico o metal. El elemento filtrante de papel no debe estar expuesto a temperaturas superiores a 80º C o vibraciones demasiado fuertes.

En los compresores de pistón deben montarse con amortiguador de vibraciones entre el compresor y el filtro. Los mejores resultados se obtienen cuando se monta a un silenciador tipo venturi que produce un efecto amortiguador casi total.

La efectividad del elemento filtrante de papel es grande, aproximadamente de un 99%. La caída de presión que provoca un elemento filtrante nuevo es el orden de 25 a 3.5 milibares. La resistencia aumenta con el uso.

La caída de presión de un silenciador venturi es aproximadamente 10 milibares.

Los filtros de papel se emplean en todo tipo de compresores. Su vida de servicio es normalmente larga, lo suficiente para el cambio de filtro se realice cuando está ya completamente obstruido.

Sistema de lubricación

Los sistemas de lubricación más comunes para compresores son:

• Lubricación para salpicadura.

• Lubricación por gravedad.

• Lubricación por presión.

• Lubricación por eyección.

Lubricación por salpicadura

En su forma más simple, la biela lleva un vástago que se sumerge dentro del depósito de aceite. De esta forma se crea una niebla de aceite que suministra lubricación a las superficies de los cojinetes y de los cilindros.

Este sistema evita filtraciones de aceite. Se utiliza principalmente en compresores pequeños de pistón de simple efecto. Para obtener un control más apropiado de la cantidad de lubricante distribuido se toma el aceite de un recipiente donde el nivel esté continuamente controlado.

Entre las ventajas de este sistema está la simplicidad y su funcionamiento independiente del sentido de la rotación.

Entre sus desventajas está que la película de los cojinetes, por no estar a presión, es demasiado fina y que en el periodo de arranque la lubricación puede ser marginal.

4.3 ANÁLISIS TERMODINÁMICO.

Un compresor es una máquina que tiene la finalidad de elevar la presión de un fluido compresible (un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores) sobre el que opera. La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen específico del mismo durante su paso a través del compresor. Se distinguen de los turbo soplantes y ventiladores centrífugos o de circulación axial, en cuanto a la presión de salida, los compresores se clasifican generalmente como máquinas de alta presión, mientras que los ventiladores y soplantes se consideran de baja presión pues estos últimos manejan grandes cantidades de gas sin modificar sensiblemente su presión.

Un compresor admite gas o vapor a una presión p1 dada, descargándolo a una presión p2 superior, La energía necesaria para efectuar este trabajo la proporciona un motor eléctrico o una turbina.

Los compresores se emplean para aumentar la presión de una gran variedad de gases y vapores para un gran número de aplicaciones. Un caso común es el compresor de aire, que suministra aire a elevada presión para transporte, pintura a pistola, inflamiento de neumáticos, limpieza, herramientas neumáticas y perforadoras. Otro es el compresor de refrigeración, empleado para comprimir el gas del vaporizador. Otras aplicaciones abarcan procesos químicos, conducción de gases, turbinas de gas y construcción.

La ley de Ley de Charles, establece que:

“Cuando un gas es comprimido, la temperatura aumenta".

Hay tres relaciones posibles entre la temperatura y la presión en un volumen de gas que es sometido a compresión:

•Isotérmica

•Adiabática

•Politrópica

Isotérmica

•El gas permanece a temperatura constante a través del proceso. La energía interna es removida del sistema en forma de calor a la misma velocidad que es “añadida” por el trabajo mecánico de compresión. La compresión o expansión isotérmica es favorecida por una gran superficie de intercambio de calor, un volumen pequeño de gas, o un lapso de tiempo largo.

Con dispositivos reales, la compresión isotérmica generalmente no es posible. Por ejemplo incluso en una bomba de bicicleta calienta (genera calor) durante su uso.

Adiabática

En este proceso no hay transferencia de calor entre el sistema y su entorno, y todo el trabajo añadido es (producido) agregado (añadido) a la energía interna del gas, resultando un incremento de temperatura y presión.

Teóricamente el incremento de temperatura es:

T2 = T1•Rc((k-1)/k)), con T1 yT2 en grados Rankine o kelvin,

k.- razón de calores específicos; k=1.4 para el aire estándar

La compresión o expansión adiabática es favorecida por el buen aislamiento, un gran volumen de gas, o un lapso corto de tiempo,

En la práctica siempre habrá una cierta cantidad de flujo de calor, pues hacer un sistema adiabático perfecto requeriría un perfecto aislamiento térmico de todas las partes de una máquina.

Politrópica.

Esto supone que calor puede entrar o salir del sistema, y que el trabajo en el eje que entra al sistema puede aumentar la presión (trabajo generalmente útil) y la temperatura por encima del adiabático (generalmente pérdidas debido a la eficiencia de ciclo).

La eficiencia del proceso es la razón de aumento de temperatura en un teórico 100% (adiabático) frente a real (politrópico).

Procesos Isentrópicos.

La entropía de una sustancia de masa fija puede cambiar tanto debido a un proceso de transferencia de calor como a las irreversibilidades presentes en todo proceso real.

Corolario.

Como consecuencia de lo anterior podemos afirmar que: cuando una sustancia de masa constante (sistema cerrado) es sometida a un proceso adiabático e internamente reversible su entropía no cambia.

Muchos sistemas o dispositivos de ingeniería como bombas, turbinas, toberas y difusores operan de manera esencialmente adiabática, y tienen mejor desempeño cuando se minimizan las irreversibilidades, como la fricción asociada al proceso.

Un modelo isotrópico puede servir como un modelo apropiado para los procesos reales, además de permitirnos definir las eficiencias para procesos al comparar el desempeño real de estos dispositivos con el desempeño bajo condiciones idealizadas (isentrópicas, p. e.)

Es importante destacar que un proceso adiabático reversible necesariamente es isentrópico, pero uno isentrópico no es necesariamente un proceso adiabático reversible.

El término proceso isentrópico se usa habitualmente en termodinámica para referirse a un proceso adiabático internamente reversible.

Eficiencia isentrópica de dispositivos de flujo permanente.

Las irreversibilidades son inherentes a todos los procesos reales y su efecto es siempre la degradación del desempeño de los dispositivos. Al realizar análisis en ingeniería es deseable contar con parámetros que permitan cuantificar el grado de degradación de energía en los dispositivos.

El análisis de dispositivos de ingeniería discretos que trabajan bajo condiciones de flujo estable, como son las turbinas, compresores y toberas implica examinar el grado de degradación de la energía causada por las irreversibilidades en estos dispositivos. Para ello es necesario definir un proceso ideal que sirva como modelo para los procesos reales.

El proceso ideal que puede servir como un modelo conveniente para los dispositivos de flujo estable adiabáticos es el proceso isentrópico.

Cuanto más se acerque el proceso real al idealizado, mejor se desempeñará el dispositivo. Por ello es muy importante disponer de un parámetro que exprese cuantitativamente cuan eficazmente un dispositivo real se aproxima a uno idealizado, este parámetro es la eficiencia isentrópica o adiabática, que es la medida de la desviación de los procesos reales respecto de los idealizados respectivos.

Las eficiencias isentrópicas están definidas en distinta forma para los diversos dispositivos, porque cada uno de ellos tiene una función diferente. En este apartado se definirá la eficiencia isentrópica de un compresor.

Eficiencia isentropica de compresores

La eficiencia isentrópica de un compresor se define como la relación entre el trabajo de entrada requerido para elevar la presión de un gas a un valor especificado de una manera isentrópica y el trabajo de entrada real:

Cuando son insignificantes los cambios de energía potencial y cinética del gas mientras éste es comprimido, el trabajo de entrada para un compresor adiabático, el trabajo de entrada para un compresor adiabático es igual al cambio de entalpía, por lo que para este caso la ecuación de rendimiento adquiere la forma:

Donde h2isen y h2real son los valores de la entalpía en el estado de salida para los procesos de compresión isentrópico y real, respectivamente, como se ilustra en la figura.

El calor de la eficiencia isentrópica depende en gran medida del diseño del compresor. Los compresores mejor diseñados tienen eficiencias isentrópicas de 80 a 90%.

El cambio de la entropía en los gases ideales.

Por nuestros estudios de termodinámica, sabemos que el cambio de la entropía en un gas ideal esta expresado por las siguientes ecuaciones diferenciales:

Donde en general los calores específicos cp y cv son funciones de la temperatura, es decir que su valor cambia en función a los cambios de temperatura del gas, con excepción de los gases monoatómicos, como el helio por ejemplo, cuyos calores específicos son independientes de la temperatura.

Esto implica que para evaluar estas integrales es necesario conocer la relación funcional entre los calores específicos y la temperatura, cp(T) y cv(T), lo que no siempre es posible. Por otra parte no es nada práctico realizar estas tediosas integraciones cada vez que se calcula el cambio de entropía.

La suposición de calor específico constante asume que el calor específico es independiente de la temperatura y se toma como valor para el cálculo un valor promedio evaluado a una temperatura también promedio.

La suposición de calores específicos constantes para los gases ideales es una manera de simplificar el análisis del cambio de entropía en los gases ideales, con la consiguiente pérdida de exactitud en los cálculos. Sin embargo la magnitud del error introducido, por esta suposición, depende de la situación concreta, así por ejemplo para gases monoatómicos ideales, los calores específicos son independientes de la temperatura por lo que suponer que el calor específico es constante no implica error alguno; en tanto que para gases ideales cuyos calores específicos varían casi linealmente en el rango de temperaturas de interés no se puede afirmar lo mismo, en estos casos la magnitud del posible error se minimiza usando los valores de calores específicos calculados a temperatura promedio. Los datos obtenidos con este tipo de aproximación son lo suficientemente exactos si el rango de temperaturas no es mayor que algunos cientos de grados.

Bajo esta consideración, calor específico independiente de la temperatura, las ecuaciones para el cálculo del cambio de la entropía en los gases ideales se pueden expresar de la siguiente manera:

4.4 TIPOS DE COMPRESORES: RECIPROCANTES Y CENTRÌFUGOS (AXIAL, RADIAL.)

COMPRESOR RECIPROCANTE

Es un compresor de desplazamiento positivo, en el que la compresión se obtiene por desplazamiento de un pistón moviéndose lineal y secuencialmente de atrás hacia adelante dentro de un cilindro; reduciendo de esta forma, el volumen de la cámara (cilindro) donde se deposita el gas; este efecto, origina el incremento en la presión hasta alcanzar la presión de descarga, desplazando el fluido a través de la válvula de salida del cilindro. El cilindro, está provisto de válvulas que operan automáticamente por diferenciales de presión, como válvulas de retención para admitir y descargar gas. La válvula de admisión, abre cuando el movimiento del pistón ha reducido la presión por debajo de la presión de entrada en la línea. La válvula de descarga, se cierra cuando la presión en el cilindro no excede la presión de la línea de descarga, previniendo de esta manera el flujo reverso.

Tipos de compresores reciprocantes

Simple etapa: son compresores con una sola relación de compresión, que incrementan la presión una vez; solo poseen un depurador interetapa, un cilindro y un enfriador inter etapa (equipos que conforman una etapa de compresión) generalmente se utilizan como booster en un sistema de tuberías

Múltiples etapas: Son compresores que poseen varias etapas de compresión, en los que cada etapa incrementa progresivamente la presión hasta alcanzar el nivel requerido.

Balanceado - Opuesto: Son compresores separables, en los cuales los cilindros están ubicados a 180º a cada lado del frame.

Integral: Estos compresores utilizan motores de combustión interna para trasmitirle la potencia al compresor; los cilindros del motor y del compresor están montados en una sola montura (frame) y acoplados al mismo cigüeñal. Estos compresores pueden ser de simple o múltiples etapas y generalmente son de baja velocidad de rotación 400 – 900RPM. Poseen una eficiencia y bajo consumo de combustible; sin embargo, son más costosos y difíciles de transportar que los separables; a pesar de esto, hay muchas aplicaciones en tierra donde esta es la mejor opción. Tienen mayor rango de potencia2000 – 13000 BHP que los separables, entre sus ventajas se encuentran:

-Alta eficiencia

-Larga vida de operación

-Bajo costo de operación y mantenimiento comparado con los separables de alta velocidad.

Separable: En este equipo, el compresor y el motor poseen cigüeñales y monturas diferentes acoplados directamente. Generalmente, vienen montados sobre un skid y pueden ser de simple o múltiples etapas. Los compresores reciprocantes separables en su mayoría son unidades de alta velocidad 900 – 1800 RPM que pueden ser accionados por motores eléctricos, motores de combustión interna o turbinas, manejan flujos menores de gas que los integrales y pueden tener una potencia de hasta 5000 HP.

Características de un compresor reciprocante

De acuerdo con la aplicación de los compresores se deben definir sus características de diseño de instalación y de mantenimiento guardando una delicada relación entre el trabajo a realizar, la eficiencia y rendimiento del equipo, los estándares de conservación ambiental y la economía en los diferentes procesos.

Características técnicas

• La Potencia o capacidad determinada en caballos de fuerza (Hp) o Kilowatios hora (Kw/h) y determina la cantidad de trabajo por unidad de tiempo que puede desarrollar el compresor. En refrigeración esta medida por lo general se especifica en British Thermal Unit por hora (Btu/h) o Kilo calorías hora que equivale a la cantidad de calor que el compresor es capas de remover en una hora.

• La Tensión de trabajo o diferencia de potencial de corriente alterna medida en voltios (VAC) cuando el compresor funciona movido por una motor eléctrico, y puede ser desde monofásico a 110V o 220 V hasta trifásico a 360V, 400V, 460V o 575V; esta es suministrada como un servicio público o generada localmente.

• La Frecuencia (Hz) es la variación por segundo de la polaridad de la corriente estandarizada en 50 Hz para Europa y otras zonas industrializadas y 60 Hz para gran parte de Latinoamérica incluida Colombia.

• La Intensidad de la corriente o el consumo de energía eléctrica medida en Amperios (A) el cual se encuentra en proporción directa con la capacidad de trabajo eléctrico del motor y su medida es uno de los parámetros de puesta a punto del sistema, es decir de las condiciones de trabajo del equipo.

• El Coeficiente de Operación (COP) corresponde a la relación entre el efecto refrigerante neto o calor que absorbe el refrigerante del producto y el proceso de compresión o calor que absorbe el refrigerante en el compresor, esta medida determina la eficiencia neta del trabajo del compresor que debe ser un valor mayor a 3 para que el efecto de evaporación sea mayor que el efecto de la compresión y se dé el efecto refrigerante en el equipo.

Partes de un compresor reciprocante separable

Cilindro: es el recinto por donde se desplaza un pistón. Su nombre proviene de su forma, aproximadamente un cilindro geométrico.

Los cilindros para compresores usados en el proceso industrial son separables desde el armazón. Un requerimiento de API 618 es que los cilindros deben estar equipados con camisas reemplazables (Referencia [2] Pág. 67). El propósito de las camisas es proveer una superficie renovada. Esto salva el costo de un cilindro completo antes de que se perfore por desgaste o ralladuras. Los cilindros son fabricados de una selección de materiales para particulares presiones y gases. Generalmente estas son fabricadas de fundición de hierro.

Pistón: El pistón es una de las partes más simples, pero tiene la principal función de todas las partes del compresor, que es trasladar la energía desde el cigüeñal hacia el gas que se encuentra en los cilindros.

El pistón posee rines de aceite y de presión. Este tipo de pistón es flotante. La designación y materiales usados para los pistones varían con la marca, el tipo, y aplicación del compresor. Estos son designados acorde al diámetro del cilindro, presión de descarga, velocidad de rotación del compresor, capacidad del compresor y requerimiento de carga del pistón.

Anillos del pistón: En los compresores reciprocante se emplean anillos de compresión, anillos de aceite y anillos montantes. Los anillos de compresión se utilizan en todos los casos, mientras que el empleo de los anillos de lubricación y de los montantes dependerá del tipo de compresor y su servicio.

Empaquetadura del vástago del pistón: Los compresores que poseen pistones de doble acción, que son impulsados por medio de una cruceta al vástago del pistón, necesitan de un sellado en lado cigüeñal para evitar fugas de presión del gas hacia el espaciador por eso se necesita una empaquetadura.

En las empaquetaduras se emplean los mismos materiales que en los anillos de pistón. La empaquetadura metálica puede permitir un desgaste del vástago de 0.15% en el diámetro de la misma. El vástago debe estar endurecida a Rockwell C 40 y esmerilada.

Cruceta: La cruceta es un embolo rígido que transmite el empuje de la biela hacia el pistón.

Esta se utiliza en compresores con pistones horizontales debido a que el peso del pistón provocaría un gran desgaste en la parte inferior de la camisa si se uniera directamente a la biela. Las crucetas se diseñan con perno flotante o perno fijo.

Biela: La biela esta sujetada al cigüeñal y a la cruceta, esta transmite el movimiento alternativo desde el cigüeñal al pistón. La biela es normalmente construida de aleaciones de acero y debe tener una dura y pulida superficie particular, donde está en contacto con la empaquetadura en los cilindros de doble acción.

Cigüeñal: Se encuentra instalado dentro de la montura y es el elemento que transmite la potencia del motor hacia las bielas.

Cojinetes: La mayoría de los compresores utilizan cojinetes hidrodinámicos, el aceite entra al cojinete a través de los agujeros de suministro, que van perforados estratégicamente a lo largo de la circunferencia del cojinete que suministran y distribuyen formando una película de aceite en el contacto entre las partes móviles y estacionarias.

Válvulas: Permiten la entrada y salida de gas al cilindro; en caso de cilindros de doble acción, existen válvulas de succión a ambos lados del cilindro, mientras que en cilindros de simple acción sólo se encuentran en un solo lado. Las válvulas pueden ser de placa, lengüeta y la más aplicada para gas natural la de discos concéntricos.

Funcionamiento del compresor

El funcionamiento de los compresores reciprocantes se basa en un movimiento alternativo realizado por el conjunto biela-cruceta-pistón. Existen cuatro etapas durante el proceso que se dan en una vuelta del cigüeñal es decir en 360 grados.

1. Compresión, durante este proceso el pistón se desplaza desde el punto inferior, comprimiendo el gas hasta que la presión reinante dentro del cilindro sea superior a la presión de la línea de descarga (Pd). Las válvulas succión y descarga permanecen cerrada.

2. Descarga, luego de que la presión reinante dentro del cilindro sea superior a la presión de la línea de descarga (Pd) que es antes de que llegue al punto murto superior, la válvula de escape se abre y el gas es descargado, mientras que la de succión permanece cerrada.

3. Expansión, durante este proceso el pistón se desplaza desde el punto muerto superior hasta que la válvula de succión se abra durante la carrera de retroceso o expansión, que será cuando la presión reinante en el interior del cilindro sea inferior a la presión del vapor de succión (Ps).

4. Succión, luego de que la válvula de succión se abrió, que es un poco después del punto muerto superior, ingresa el fluido, y el pistón se desplaza hasta el punto muerto inferior, al final de la carrera de succión, la velocidad del pistón disminuye hasta cero, igualándose las presiones del exterior y del interior del cilindro (aunque por la velocidad del pistón no exista tiempo material a que éste equilibrio se establezca); la válvula de succión se cierra, la válvula de descarga permanece cerrada.

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