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compresores

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.
compresores
Clasificación según el método de intercambio de energía:
Sistema Pendular Taurozzi
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, semi-hermeticos o abiertos. Los de uso domestico son hermeticos, y no pueden ser intervenidos para repararlos. los de mayor capacidad son semi-hermeticos o abietos, que se pueden desarmar y reparar.
de Espiral (Orbital, Scroll)
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. A su vez éstos se clasifican en:
Axiales
Radiales
compresores

Según las exigencias referentes a la presión de trabajo y al caudal de suministro, se pueden emplear diversos tipos de construcción. Se distinguen dos tipos básicos de compresores: El primero trabaja según el principio de desplazamiento. La compresión se obtiene por la admisión del aire en un recinto hermético, donde se reduce luego el volumen. Se utiliza en el compresor de émbolo (oscilante o rotativo). El otro trabaja según el principio de la dinámica de los fluidos. El aire es aspirado por un lado y comprimido como consecuencia de la aceleración de la masa (turbina). Compresores de émbolo Compresor de émbolo oscilante . Este es el tipo de compresor más difundido actualmente. Es apropiado para comprimir a baja, media o alta presión. Su campo de trabajo se extiende desde unos 1 .100 kPa (1 bar) a varios miles de kPa (bar). Compresor de émbolo oscilante Para obtener el aire a presiones elevadas, es necesario disponer varias etapas compresoras. El aire aspirado se somete a una compresión previa por el primer émbolo, seguidamente se refrigera, para luego ser comprimido por el siguiente émbolo. El volumen de la segunda cámara de compresión es, en conformidad con la relación, más pequeño. Durante el trabajo de compresión se forma una cantidad de calor, que tiene que ser evacuada por el sistema refrigeración. Los compresores de émbolo oscilante pueden refrigerarse por aire o por agua, y según las prescripciones de trabajo las etapas que se precisan son: Para los caudales véase la figura 14 diagrama. Compresor de membrana Este tipo forma parte del grupo de compresores de émbolo. Una membrana separa el émbolo de la cámara de trabajo; el aire no entra en contacto con las piezas móviles. Por tanto, en todo caso, el aire comprimido estará exento de aceite. Estos, compresores se emplean con preferencia en las industrias alimenticias farmacéuticas y químicas. Compresor de émbolo rotativo Consiste en un émbolo que está animado de un movimiento rotatorio. El aire es comprimido por la continua reducción del volumen en un recinto hermético. Compresor rotativo multicelular Un rotor excéntrico gira en el interior de un cárter cilíndrico provisto de ranuras de entrada y de salida. Las ventajas de este compresor residen en sus dimensiones reducidas, su funcionamiento silencioso y su caudal prácticamente uniforme y sin sacudidas. Para el caudal véase la figura 14 (diagrama). El rotor está provisto de un cierto número de aletas que se deslizan en el interior de las ranuras y forman las células con la pared del cárter. Cuando el rotor gira, las aletas son oprimidas por la fuerza centrífuga contra la pared del cárter, y debido a la excentricidad el volumen de las células varía constantemente. Compresor de tornillo helicoidal, de dos ejes: Dos tornillos helicoidales que engranan con sus perfiles cóncavo y convexo impulsan hacia el otro lado el aire aspirado axialmente. En estos compresores, el aire es llevado de un lado a otro sin que el volumen sea modificado. En el lado de impulsión, la estanqueidad se asegura mediante los bordes de los émbolos rotativos. Compresor Roots Turbocompresores Trabajan según el principio de la dinámica de los fluidos, y son muy apropiados para grandes caudales. Se fabrican de tipo axial y radial. El aire se pone en circulación por medio de una o varias ruedas de turbina. Esta energía cinética se convierte en una energía elástica de compresión. Para el caudal, véase la figura 14 (diagrama). La rotación de los alabes acelera el aire en sentido axial de flujo. Aceleración progresiva de cámara a cámara en sentido radial hacia afuera; el aire en circulación regresa de nuevo al eje. Desde aquí se vuelve a acelerar hacia afuera. Elección del compresor Caudal Por caudal entiendo la cantidad de aire que suministra el compresor. Existen dos conceptos. El caudal teórico y El caudal efectivo o real En el compresor de émbolo oscilante, el caudal teórico es igual al producto de cilindrada * velocidad de rotación. El caudal efectivo depende de la construcción del compresor y de la presión. En este caso, el rendimiento volumétrico es muy importante. Es interesante conocer el caudal efectivo del compresor. Sólo éste es el que acciona y regula los equipos neumáticos. Los valores indicados según las normas ?representan valores efectivos (p. ej.: DIN 1945). El caudal se expresa en m3/min ó m3/h . No obstante, son numerosos los fabricantes que solamente indican el caudal teórico Presión También se distinguen dos conceptos: La presión de servicio es la suministrada por el compresor o acumulador y existe en las tuberías que alimentan a los consumidores. La presión de trabajo es la necesaria en el puesto de trabajo considerado. En la mayoría de los casos, es de 600 kPa (6 bar). Por eso, los datos de servicio de los elementos se refieren a esta presión. Importante: Para garantizar un funcionamiento fiable y preciso es necesario que la presión tenga un calor constante. De ésta dependen : - la velocidad - las fuerzas - el desarrollo secuencial de las fases de los elementos de trabajo. Accionamiento Los compresores se accionan, según las exigencias, por medio de un motor eléctrico o de explosión interna. En la industria, en la mayoría de los casos los compresores se arrastran por medio de un motor eléctrico. Si se trata de un compresor móvil, éste en la mayoría de los casos se acciona por medio de un motor de combustión (gasolina, Diesel ).

tipos de compresores

Compresores rotativos tipo Tornillo
• Los compresores a tornillo tienen dos tornillos engranados o entrelazados que rotan
paralelamente con un juego o luz mínima, sellado por la mezcla de aire y aceite.
• Características
o Silencioso, pequeño, bajo costo
o Flujo continuo de aire
o Fácil mantenimiento
o Presiones y volúmenes moderados
• Operación: Al girar los tornillos, el aire entra por la
válvula de admisión con el aceite. El espacio entre los
labios es progresivamente reducido al correr por el
compresor, comprimiendo el aire atrapado hasta salir por la
válvula de salida.
• En los compresores a tornillo húmedos los engranajes y tornillos son lubricados por el
aceite que actúa también como sello. Típicamente tienen filtros coalescentes para
eliminar el aceite del aire o gas comprimido.
• Los compresores a tornillo secos (“oil-free”) requieren lubricación de sus engranajes,
cojinetes y/o rodamientos pero los tornillos operan en seco.
• Los tornillos normalmente operan en el régimen de lubricación límite y mixta mientras
los engranajes trabajan con lubricación hidrodinámica.
• Lubricante: Los compresores lubricados con inyección de aceite utilizan aceites R&O
(resistente a oxidación por lo que trabaja entre 80° C y 120° C y con aditivos contra la
corrosión) y aceites hidráulicos AW (antidesgaste). Los engranajes son lubricados por
salpicadura con aceite R&O. Típicamente utilizan viscosidades entre ISO 32 e ISO 68
de acuerdo a la temperatura del ambiente, la velocidad de giro y el tamaño de sus
tornillos y luz.
o El aceite tiene que tener una buena capacidad antiespumante y buenas
características de enfriamiento por la alta velocidad y temperatura de
operación.
o El índice de viscosidad natural del aceite tiene que ser alto para evitar
cizallamiento y sellar los tornillos. Un aceite que utiliza muchos polímeros
para mantener su índice de viscosidad sufrirá más cizallamiento y no sellará
tanto como uno con un índice natural alto (grupo II, sintetizado o sintético
tradicional)
o Los aceites hidráulicos (AW) formulados con aceite básico API grupo I no
deberían ser utilizados sobre 70° C por su oxidación. Caso contrario se tendrá
que cambiar aceite con mayor frecuencia y limpiar los residuos de oxidación,
resinas y polímeros de las superficies y cojinetes. Estos depósitos son muy
difíciles de eliminar de los enfriadores (intercambiadores de calor) del aceite.
o En sistemas que tienen cojinetes de plata no se debe usar aceites AW con
aditivos tradicionales de zinc y fósforo por el daño que hace el zinc a la plata.

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Compresores rotativos tipo Paletas
• En el compresor rotativo a paletas el eje gira a alta velocidad mientras la fuerza
centrifuga lleva las paletas hacia la carcasa (estator) de afuera. Por la carcasa ovalada,
continuamente entran y salen por canales en su rotor. Este sistema es parecido a la
bomba hidráulica a paletas como la bomba utilizada en la dirección hidráulica del
auto.
• Por la excentricidad de la cámara, los compartimientos llenos de aire entre paletas se
achican entre el orificio de entrada y el de salida, comprimiendo el aire.
• El lubricante sella las paletas en el rotor y contra el anillo de la carcasa.
• Características
o Silencioso y pequeño
o Flujo continuo de aire
o Buen funcionamiento en frío
o Sensibles a partículas y tierra
o Fácil mantenimiento
o Presiones y volúmenes moderados
• Los cojinetes del rotor trabajan en un régimen de
lubricación hidrodinámica mientras las paletas frotan sobre
el anillo de la carcasa en lubricación hidrodinámica y
límite.
• Por lo que mucho del régimen de lubricación es
límite, se requiere aceite con aditivos AW (antidesgaste) inyectado o pasado por conductos con el aire. Típicamente se usa aceite
hidráulico ISO (VG) 32, 46 o 68; aceite hidráulico SAE 10W; o aceite de motor. Los
aceites de motor tienen la ventaja que absorben la humedad y condensado para llevarla
con el aire, (evitando chupar agua decantada en el fondo) pero la desventaja que un
exceso de humedad puede causar la precipitación de sus aditivos o corrosión si el
compresor queda parado mucho tiempo con aceite contaminado.
• Adicionalmente a la necesidad de aditivos antidesgaste, se requiere un aceite de buena
resistencia a la oxidación a altas temperaturas, ya que estos compresores pueden llegar
a 200° C. Estas temperaturas requieren un índice de viscosidad natural muy alto para
mantener su viscosidad y evitar cizallamiento. Cualquier depósito de barniz que
resulta de la oxidación del aceite puede llenar las ranuras del rotor, evitando el suave y
seguro movimiento de las paletas.
• Por lo que la fuerza centrifuga gira las partículas de tierra hacia la carcasa y el anillo
(pista) de la carcasa, la vida útil depende mucho del filtro de aire, el grosor de la
película de aceite y la cantidad de aditivos AW.
• La lubricación es a pérdida. Este aceite va con el aire y por ende es ideal para
sistemas de lubricación a goteo, lubricación neumática, etc.

compresores rotativos tipo torni

Los compresores dinámicos
Los compresores dinámicos pueden ser Radiales (centrífugos) o de Flujo Axial. Una de las
ventajas que tienen ambas es que su flujo es continuo. Estos compresores tienen pocas piezas
en movimiento, reduciendo la pérdida de energía con fricción y calentamiento.
Compresores Radiales (Centrífugos)
• Una serie de paletas o aspas en un solo eje que gira, chupando el aire/gas por una
entrada amplia y acelerándolo por fuerza centrifuga para botarlo por el otro lado.
• Funciona en seco. La única lubricación es de sus cojinetes o rodamientos.
• Características:
o El gas o aire sale libre de aceite
o Un flujo constante de aire
o Caudal de flujo es variable con una presión fija
o El caudal es alto a presiones moderadas y bajas
• Régimen de lubricación es hidrodinámico.
• La lubricación es por aceite de alta calidad R&O o Grasa.
Aquí podemos ver un compresor centrífugo en el enfriamiento del motor de mi auto. A la
izquierda vemos su instalación antes de montar los ductos, y al la derecha con la instalación
final, canalizando el aire por los cilindros, el enfriador de aceite y las culatas. El rodamiento
es lubricado por grasa de alta calidad.

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2 comentarios - compresores

@mzalberto Hace más de 3 años
esta bueno el post
@lucianohh Hace más de 3 años
necesito mas sobre compresores xD