Compresores

Introducir al alumno al estudio de los compresores en general.

Familiarizarlo con los compresores para aire reciprocantes y de paletas deslizantes, tanto en aspectos teóricos como prácticos.

Introducción.

Con el término compresores se designa toda una gama de máquinas que se utiliza para elevar la presión atmosférica.

Los gases a presiones mayores que la atmosférica son de uso común en la industria. El proceso de compresión es parte integral de los ciclos de refrigeración y de los de turbinas de gas; se aplica también en las técnicas de obtención de oxígeno y nitrógeno de otros gases.

Los compresores más comunes son los de aire debido a la gran aplicación que el aire comprimido tiene como elemento de transmisión de energía por su adaptabilidad y facilidad de conducción.

El aire comprimido se emplea para accionar motores, perforadoras, martillos y todo tipo de herramientas neumáticas en el pulimiento de chorros de arena, en el pintado y barnizado con pistola, en el esmerilado de vidrios, etc.

También se utiliza para activar la combustión en los altos hornos y en los convertidores donde se refina el acero y para la sobrealimentación y el barrido de los cilindros de los motores Diesel de gran capacidad.

En las instalaciones con regulación automática se emplea extensamente para accionar los servomecanismos que operan sobre válvulas, cierres y otros dispositivos de control, así como elemento de medida, transmisión y control de los instrumentos de regulación.

Generalidades de los compresores

Clasificación

En la tabla siguiente, se clasifican los tipos de compresores más utilizados en la industria.

Compresores de desplazamiento positivo

Son unidades donde el incremento de presión se logra introduciendo un volumen de gas en espacio determinado, que posteriormente es reducido por medios mecánicos.

Los compresores de desplazamiento positivo se dividen a la vez en dos grupos, los reciprocantes y los rotativos.

Compresores reciprocantes

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.

Los compresores reciprocantes deben ser alimentados con gas limpio ya que no pueden manejar líquidos y partículas sólidas que pueden estar contenidas en el gas; estas partículas, tienden a causar desgaste y el líquido como es no compresible puede causar daños a las barras del pistón.

Son diseñados de simple y múltiples etapas, que están determinadas por la relación de compresión (relación entre la presión de descarga y succión), que generalmente no excede de 4 por etapa. Los equipos de múltiples etapas deben ser provistos de enfriadores entre etapas, los cuales disminuyen la temperatura del gas hasta valores aceptables por la siguiente etapa de compresión. El enfriamiento, reduce la temperatura y el volumen real del gas que es enviado a los cilindros de alta presión de las siguientes etapas; logrando con esto, reducir la potencia requerida para la compresión y mantener la temperatura debajo de la máxima permisible.

Tipos de compresores reciprocantes

a. 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 interetapa (equipos que conforman una etapa de compresión) generalmente se utilizan como booster en un sistema de tuberías.

b. Múltiples Etapas: son compresores que poseen varias etapas de compresión, en los que cada etapa incrementa progresivamente la presión hasta alcanzar el nivel requerido. El número máximo de etapas, puede ser 6 y depende del número de cilindros; no obstante, el número cilindros no es igual al número de etapas, pueden existir diferentes combinaciones; como por ejemplo, si se requiere un sistema de tres etapas, puede utilizarse 3, 4 o 6 cilindros.

Los compresores también se pueden clasificar por ser de simple o doble efecto, según si una o ambas caras del pistón realicen compresión sobre el fluido.

a. Los de simple efecto comprimen el aire en la parte superior del cilindro y normalmente son del tipo entroncado.

b. Los de doble efecto requieren una acople mediante crucetas, para procurar que el movimiento de vástago sea lineal, con lo cual puede lograrse una reducción en el largo del pistón, creándose dos cámaras de compresión: una por arriba y otra por abajo del mismo.

Compresores monofásicos

Los compresores monofásicos (Fig. 6-4), disponen de una simple fase de compresión. Se componen, en esencia, de un cárter con cigüeñal, un émbolo de pistón, y un cilindro. Para su refrigeración, éste lleva en la parte exterior, aletas. Son utilizados para aplicaciones en donde el caudal sea limitado y en condiciones de servicio intermitente.

Compresores bifásicos

Los compresores bifásicos (dos

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