Compresores

TURBOCOMPRESORES CENTRÍFUGOS

En este tipo de máquinas, el fluido se considera compresible. La forma que tiene de comprimir un

gas es totalmente diferente a la del compresor alternativo debido a que no es una máquina de desplazamiento

positivo; funcionando contra una válvula cerrada no generaría una presión excesiva.

En el compresor de desplazamiento positivo el aumento de presión del vapor se consigue modificando

el volumen interno de la cámara de compresión, mientras que en el turbocompresor se alcanza

sin alterar dicho volumen.

IV.1.- DESCRIPCIÓN

Los dos procesos que tienen lugar en el interior de un turbocompresor centrífugo, Fig IV.1, son:

- Un aumento de la energía cinética del gas (presión dinámica), y también algo la estática, desde

(1) a (2) merced al elevado valor que alcanza

r c 2 . Este proceso tiene lugar en el rodete, Fig IV.1.2 que

tiene como misión acelerar el gas, que es aspirado axialmente hacia el centro del rodete, y cambia su

dirección en 90º convirtiéndolo en un flujo radial.

Los triángulos de velocidades del rodete en el derrame ideal se han representado en la Fig IV.1c.

Cuando el rodete de un turbocompresor centrífugo gira en presencia de un gas, la fuerza centrífuga le

empuja desde la boca de entrada del rodete hasta el final del álabe.

La velocidad del fluido a la salida del álabe originada por esta fuerza centrífuga es

r w 2 .

Por otra parte, el fluido es empujado también en la dirección de la trayectoria del extremo exterior

TC centrífugo.IV.-51

del álabe, punto donde la velocidad es, u2 = r2 w.

Estas dos velocidades, que actúan simultáneamente sobre el fluido a la salida del álabe, se combinan

entre sí para dar en dicha salida una resultante

r c 2 que es, en magnitud y sentido, la velocidad

absoluta a la que realmente el fluido abandona el álabe, cuyo valor suele ser del orden del (50 ÷ 70%)

de

r u 2, dependiendo del ángulo β2 a la salida.

- Disminución gradual, sin turbulencias, de la velocidad alcanzada por el gas en el rodete, consiguiéndose

como contrapartida una elevación de la presión estática. Este segundo proceso tiene lugar

en el difusor. En la Fig IV.2 se muestran los cambios de velocidad y presión estática que el gas experimenta

a su paso por el turbocompresor centrífugo.

Entrada en el compresor.- En el turbocompresor centrífugo, el gas entra en el compresor por el

dispositivo de admisión, que debe garantizar una entrada uniforme del mismo en el rodete con un mínimo

de pérdidas. Este dispositivo puede ser axial o acodado.

La entrada en el rodete sin rotación, c1u = 0 ó α1 = 90º, (condición de rendimiento máximo) es el

caso más frecuente, Fig IV.3; otras veces se le comunica al gas una contrarotación, c1u > 0, o una rotación, c1u < 0, para lo cual se coloca una corona directriz fija antes del rodete, dotada de álabes, que establece

el ángulo de entrada α1 más conveniente en cada caso. En la parte inferior izquierda de la Fig

IV.3, se representa la vista desde arriba del desarrollo cilíndrico en el radio en la base r1 junto con el

triángulo de velocidades para una entrada sin rotación, c1u = 0. En algunos turbocompresores de gran

rendimiento a cargas intermedias, se coloca un difusor a base de una corona directriz de álabes orientables

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