Introducción a los Compresores.

Introducción a los Compresores.

Un compresor es una máquina que admite un gas, lo comprime y lo descarga a una mayor presión. Los compresores tienen muchas aplicaciones. Por ejemplo, son utilizados en sistemas de refrigeración, aires acondicionados, en la presurización de gases y aire comprimido.

En la industria química de procesos es frecuente que se requiera la compresión de gases a presiones elevadas. Muchas reacciones químicas requieren de presiones elevadas para alcanzar rendimientos favorables. La práctica reciente en la industria del amoníaco tiende en gran medida hacia el uso de compresores centrífugos, aun cuando el límite superior de presión en su intervalo óptimo es menor que para máquinas reciprocantes. Siempre que sea posible se evitan las desventajas de las masas reciprocantes. Las presiones elevadas promueven la licuefacción de gases para diversos propósitos. Por ejemplo, el proceso de refrigeración básico involucra la compresión, enfriamiento y expansión y calentamiento posteriores, del refrigerante.

2.1.1 Tipos Utilizados.

Al igual que en el caso de las bombas, los compresores pueden clasificarse como de desplazamiento positivo o centrífugos. La categoría de desplazamiento positivo puede subdividirse en reciprocantes y rotatorios. La categoría centrífuga involucra diseños de flujo radial y flujo axial.

Compresores Reciprocantes

El compresor reciprocante puede suministrar gas a presiones de unas cuantas libras o en extrema altas que pueden ser de 35 000 Ib/plg2 man. Las características de los compresores reciprocantes son las mismas que tienen las bombas reciprocantes - un pistón, un cilindro con válvulas adecuadas de entrada y salida y un cigüeñal con un impulsor-. La operación en una sola etapa o multietapas es común, usándose por lo general con cilindros de doble acción.

Las características de descarga de los compresores reciprocantes son similares a las de las bombas reciprocantes. La operación del compresor se concibe idealmente como reversible y adiabática, por lo que las eficiencias se reportan en relación con esta base. Las pérdidas termodinámicas y la fricción del fluido se agrupan como una ineficiencia de compresión. Las pérdidas por fricción mecánica reciben el nombre de ineficiencia mecánica. La eficiencia total del compresor será el producto de las eficiencias de compresión y mecánica. La eficiencia total de la mayor parte de los compresores reciprocantes es del 65-80%.

Compresores rotatorios

Los sopladores y compresores rotatorios existen en una variedad de tipos. Puede suministrar hasta 15000 pies3/min a 12Ib/plg2, por lo que es un aparato para impulsar gases de alto volumen y presión intermedia. El compresor de tornillo helicoidal existe en un amplio intervalo de presiones y capacidades, que van desde unidades de baja presión de 151b/plg2 y 12 000 pies3/ min, hasta unidades de presión elevada de 170 Ib / plg2 Y 25000 pies3/min. En algunos casos, los compresores de tornillo helicoidal utilizan aceite inyectado como sellador y enfriador.

Compresores centrífugos

Los compresores centrífugos se utilizan en gran medida en refinerías de petróleo y plantas químicas. Por ejemplo, los compresores radiales y axiales se utilizan para suministrar aire a los regeneradores de pirolisis catalíticas a velocidades de flujo de 170000 piesJ /min a una presión de 40 Ib/plg2 por encima de la atmosférica. Las plantas de ácido nítrico usan compresores radiales con flujos de aire hasta de 80000 piesJ/min a presiones de 130 Ib/plg2.

Los compresores centrífugos de flujo radial ofrecen cierta semejanza superficial con las bombas centrífugas y los principios físicos de operación son similares, pero existen varias diferencias en su construcción. Los impulsores del compresor son más estrechos y giran a velocidades más altas.

Los compresores de flujo axial tienen eficiencias mayores que los compresores centrífugos comparables y existen disponibles en tamaños que suministran velocidades de flujo mayores (hasta 860 000 pieSl /minl. Son más pequeños y ligeros que los compresores centrífugos, pero pueden tener un costo mayor para un trabajo comparable. Más aun, los compresores axiales tienen un intervalo de operación más limitado y están más sujetos a la corrosión.

2.1.2 Curvas de Operación y Selección.

Características típicas de operación para compresores centrífugos y Axiales.

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La selección del aparato apropiado para impulsar gases para una aplicación particular es un proceso complejo, que requiere de un conocimiento completo de las ventajas y desventajas de cada tipo de compresor. Los factores clave incluyen la velocidad de flujo del gas, presiones de entrada y descarga, propiedades del gas y consumo y costo de la potencia del compresor. Las complejas relaciones termodinámicas de los gases hacen más difícil la selección de un compresor que la de una bomba. Por lo general se requiere consultar a los fabricantes de compresores.

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