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Clasificación.
Aplicaciones.
Selección .
Máquina de fluido que está construida para aumentar
la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados
compresibles, tal como gases y los vapores.
Dinámicos:
Centrífugo
• Flujo radial.
• Flujo axial.
• Reciprocantes.
Desplazamiento
positivo
• Rotatorios
Produce presión al
aumentar la del flujo de
vapor o gas.
Consta de:
• Impulsor.
• Difusor.
• Carcaza.
• Radial Abierto
• Con inductor abierto
• Cerrado
•
Donde:
Z: Límite de vibración permisible (milésimas de pulgada)máx. 2 mils
n: Velocidad en rpm.
• El flujo de gas es paralelo al eje
del compresor y no cambia de
sentido
• Están disponibles desde unos
20000PCMS hasta mas de
400000PCMS.
• Producen presiones hasta
65 psig en un compresor
industrial típico de 12 etapas.
• Utiliza aletas rotativas,
lo que provoca una
expulsión del flujo de
aire en sentido radial
desde sus extremos.
• La velocidad va de
800-900 ft/s
• RADIAL:
https://www.youtube.com/watch?v=zeWAjWSDX1E:
• Funcionan con el principio
adiabático mediante el cual se
introduce el gas en el cilindro
por las válvulas de entrada, se
retiene y comprime en el
cilindro y sale por las válvulas
de descarga.
• Existen dos tipos: de émbolo y
de diafragma.
• Se clasifican como simple y
doble efecto.
• Abarcan desde una capacidad
muy pequeña hasta unos
3000 PCMS.
ÉMBOLO: Aire de
3-7 Bar
Diafragma: Aire
hasta 5 Bar
Atrapa un gas
dentro
del compresor
Lo fuerza a ocupar un
volumen menor
Mientras el gas se
comprime
aumenta la presión
• RECIPROCANTE: EMBOLO:
https://www.youtube.com/watch?v=DfhclR6_KKg
• Se desplaza en volumen fijo con cada
revolución.
• Solo para necesidades especiales.
• Tienen capacidad
máxima de 25000
ft3/min
• Se necesitan velocidades de giro muy altas
• Se usan principalmente como sopladores de
baja presión, que comprimen el aire o gases
hasta 5 a 7 psig y algunos hasta 25 psig.
• Se pueden agrupar en 4 tipos básicos:
soplador de lóbulos, aspas o paletas
deslizables, espiral rotatorio y bomba de
anillo de liquido.
• Dos o tres rotores en forma de «8» se acoplan entre si
y se impulsan engranajes de sincronización montados
en cada eje.
• Van desde los muy pequeños: 2ft/s hasta 20000 pcms
• Tiene un rotor con ranuras , dentro de las cuales se deslizan
las aspas hacia dentro y afuera en cada revolución.
• Sus capacidades son de 1500 – 2000 ft3/min
• Se pueden emplear como bomba de vacío
• Se utiliza para altas
presiones.
• Viene
en
tamaños
grandes: 50-3500 PCMS
• La fuerza centrifuga hace
que forme un anillo liquido
en la periferia de la carcaza
• Se utiliza para gases
difíciles: Cloro, gas acido,
dióxido de carbono y otros.
• Se utilizan como sopladores
de baja presión
TIPO
VENTAJAS
•
RECIPROCANTES
•
•
•
•
CENTRÍFUGOS
•
•
DESVENTAJAS
Gran flexibilidad en •
rango operacional.
•
Menos
sensible
a
cambios
en
la •
composición del gas.
•
Menos
sensibles
a
cambios
en
la
composición del gas.
Alto costo inicial.
Alto
costo
de
mantenimiento.
Tamaño y peso elevado.
Motores
de
baja
velocidad
y
alto
mantenimiento.
Menor costo inicial.
•
Menos
costo
de
mantenimiento.
•
Menor tamaño y masa.
Motores
de
alta
velocidad
y
bajo •
mantenimiento.
Alto costo de potencia
del motor.
Sensible a cambios en la
composición y densidad
del gas.
Rango
operativo
limitado por golpe de
ariete.
TIPO
AXIALES
CENTRÍFUGOS
VENTAJAS
DESVENTAJAS
• Alta capacidad de flujo. • Sistemas de control de
• Mayor eficiencia.
flujo mas complejos y
• Menor tamaño físico y
costosos.
menor peso.
• Limites de presión más
• Mas fáciles de manejar
bajos.
en paralelo.
• Principalmente
diseñado para manejo
de aire o gases limpios
no corrosivos.
• El control de flujo es • Menos capacidad de
simple, continuo y
flujo.
eficiente en un alto • Menor eficiencia.
rango.
• Mayor tamaño y peso.
• Menos costosos.
• Pueden
manejar
suciedad, erosión y
gases corrosivos.
TIPO
VENTAJAS
•
•
•
ROTATIVOS
•
•
•
En el rango de 1 a 100
m3/s (según cual sea la
razón de compresión).
Ocupan
relativamente
poco espacio.
Flujo continuo y sin
pulsaciones.
Se
pueden
conectar
directamente bien a un
motor eléctrico o a una
turbina
movida
por
vapor.
Largos
periodos
de
tiempo
entre
reparaciones
u
operaciones
de
mantenimiento.
No hay contaminación
del gas por aceite
lubricante.
DESVENTAJAS
•
•
•
•
•
La presión de descarga
depende
del
peso
molecular del gas.
Aumentos relativamente
pequeños de la pérdida de
carga en la tubería de
impulsión.
Se necesitan velocidades
de giro muy altas.
Se necesita un sistema
complicado para evitar las
fugas
y
para
la
lubricación.
Son muy ruidosos y no
suelen tener protección
como silenciadores de
succión y descarga.
• Compresores de aire: para servicios e instrumentos
en casi cualquier planta.
• Compresores de refrigeración de baja temperatura:
en unidades para etileno, polietileno o p-xileno.
• Sopladores sencillos (rotatorios): en plantas de
recuperación de azufre.
• Sopladores grandes: en unidades de craqueo
catalítico.
• Compresores de espiral rotatorio (alta presión): para
gas de alimentación reforzadores y para gas
recirculado en plantas de hidrocarburos, amoniaco
y síntesis de metanol.
Industria cervecera.
Refrigeración.
Viticultura .
Soplado de recipientes de aluminio.
Arranque de motores y turbinas de gas.
Procesos
de
pintado
y
aplicación
de adhesivos.
• Hogar.
• Industria militar.
• Industria de la construcción.
•
•
•
•
•
•
Plantas químicas.
Industrias de procesamiento.
Producción y aplicación de gases inertes.
Industria Aeronáutica.
Compresión de biogás.
Sistemas de aire a presión para disyuntores
eléctricos de alta potencia.
• Pruebas de presión de componentes.
• Industria mueblería.
•
•
•
•
•
•
¿Que compresor necesito?
Compresores neumáticos requieren cerca de 90
PSI funcionar correctamente. Sin embargo, es
posible que usted necesite trabajar con un
compresor de mayor presión.
La mayoría de los compresores industriales son
de doble etapa, que quiere decir que el
compresor aumenta la presión en dos etapas.
Las estructuras de la primera etapa genera una
presión de 90 PSI y las estructuras de la
segunda etapa la aumenta a 175 PSI lo cual le
permite tener una presión elevada que
alimentara su herramienta neumática, con una
unidad de mantenimiento previamente
instalada.
• Los PCM (pies cúbicos por minuto) son la medida del flujo de
aire que puede crear el compresor. Los PCM se pueden
determinar de dos maneras diferentes:
 El desplazamiento del pistón (DP)
 Los pies cúbicos por minuto reales (PCMR).
• El
caballaje
es
directamente
proporcional
a
la
especificación de los
PCM del compresor.
• Mientras mayor es el
caballaje, más aire
(PCM)
puede
suministrar
el
compresor.
• El tanque proporciona una reserva de aire para atender a las
demandas pico de flujo y presión. Mientras mayor es el
receptor, mayor la reserva disponible. Los tanques están
disponibles en diseño vertical y horizontal. La configuración
depende del espacio de piso disponible.
• El rendimiento de un compresor se calcula basándose en las
condiciones del aire medidas en la entrada y la salida, y el
caudal medido a la salida.
 Las tablas de rendimiento del fabricante.
 Puede ser necesario contactar con el fabricante.
 Pueden estimarse usando los datos medidos, las leyes de los
gases y las ecuaciones de rendimiento de compresores.
Notación:
(HP)et : potencia por
etapa, hp
(BHP)/(MMPCDE):
Potencia requerida para
una relación de
compresión
(MMPCDE): Capacidad
requerida.
Fge : factor de gravedad
especifica del gas.
Zs - Zd : factores de
comprensibilidad del gas
en condiciones de succión
y descarga.
La relación básica es:
Para evaluar las características de rendimiento
• Se necesitan los datos del fabricante en cuanto a rendimiento;
para la aplicación original, los cuales deben ser las curvas de
carga contra volumen y de potencia contra volumen o sus
equivalentes y, de preferencia, varias curvas para diferentes
velocidades.
• También se necesitará información sobre las propiedades del
gas para el servicio original.
• Se hará la selección preliminar de un compresor para manejar
90000 PCMS de aire cuando las condiciones en la succión son
14.3 psia, 90°F y 70% de humedad relativa. La presión de
descarga será de 22.3 psia, el peso molecular = 28.59, k
=1.395. Se supondrá un impulsor con diámetro D de 55 in y
velocidad de rotación N de 3550 rpm.
Nota: los factores de compresibilidad son unitarios para estas
condiciones (ideal)
Notación:
D= Diámetro del impulsor (ft)
PCMS= Flujo en volumen en la
succión (ft 3 /min)
Had= Carga Adiabática (ft-lbf/lbm)
n= Eficiencia politrópica
Z= Factor de compresibilidad
Subíndice= s= Succión
d= Descarga
rc= Relación de compresión del
compresor
MW= Peso molecular
T= Temperatura absoluta °R
1. Calculamos el flujo de aire a la entrada.
Q = 90 000/60 = 1 500 ft3/s
2. Calculamos la carga con la ecuación:
• En los compresores y sopladores (ventiladores)
centrífugos se aplican las “leyes de los ventiladores ”
o “leyes de afinidad” referentes a la variación en la
capacidad y la carga, como función de la velocidad.
en donde N es la velocidad, Q es la capacidad en la
entrada y H es la carga.
• Para unidades motrices de velocidad constante, como
los motores eléctricos, el compresor se debe controlar
en una de tres formas:
1. Aspas de guía de admisión .
2. Estrangulación de la presión de succión.
3. Estrangulación de la presión de descarga.
Son aspas fijas de ajuste manual o automático en la entrada a la
primera etapa que hacen que cambie el ángulo de aproximación del
gas con relación al impulsor giratorio.
Aunque las aspas son las mas eficientes, son costosas, complejas en
algunos tipos de maquinas y un componente adicional que requiere
mantenimiento y ajuste.
Produce una presión de succión ligeramente mas baja que la del
diseño y produce una carga total mas eleva si la presión de la
descarga permanece constante; cuando se estrangula la succión,
se reduce la densidad del gas y se tiene correspondencia entre el
flujo de peso requerido con la capacidad de volumen.
Con un flujo reducido, el compresor produce carga (y
presión) mayores que las que necesita el proceso; éstas
se estrangulan antes de que lleguen al equipo.
• Un método rápido y exactitud razonable para determinar el
caballaje requerido para cada etapa de un compresor
reciprocante, es el empleo de la grafica “caballaje por millón ”.
• Para obtener resultados mas exactos con gases mas
ligeros o pesados que el aire, se debe aplicar el factor
de corrección.
Notación:
(HP)et : potencia por
etapa, hp
(BHP)/(MMPCDE):
Potencia requerida para
una relación de
compresión
(MMPCDE): Capacidad
requerida.
Fge : factor de gravedad
especifica del gas.
Zs - Zd : factores de
comprensibilidad del gas
en condiciones de succión
y descarga.
La relación básica es:
• Se hará la selección preliminar de un
compresor
reciprocante de etapas múltiples, típico, para
manejar 413 MMPCDE de una mezcla de
hidrógeno y gas hidrocarburo con peso
molecular de 2.925. En la tabla VI se
presentan los datos pertinentes y los cálculos
necesarios.
Método
del
caballaje
por
millón