tipos de compresores
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECANICA Y ELECTRICAUNIDAD CULHUACAN
INGENIERRÍA MECÁNICA
ACADEMICA DE INGENIERÍA HIDRAULICA
NEUMATICA INDUSTRIAL
PROFESOR.: ING. JORGE PEREZ MURILLO
ALUMNO.: HERNÁNDEZ ALARCÓN DAVID GRUPO.:8MV5
COMPRESORES 2010
ContenidoCOMPRESORES.............................................................................................................................3
INTRODUCCIÓN.........................................................................................................................3
DEFINICIÓN.................................................................................................................................3
TIPOS DE COMPRESORES.........................................................................................................3
Compresores de émbolo (reciprocantes o alternativos)..............................................................5
Compresores de membrana........................................................................................................6
Compresor de émbolo rotativo...................................................................................................6
Compresor rotativo multicelular.................................................................................................7
Compresores helicoidales..........................................................................................................7
Compresor ROOTS....................................................................................................................8
Turbo compresores.....................................................................................................................9
BIBLIOGRAFÍA..........................................................................................................................11
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COMPRESORES 2010
COMPRESORES
INTRODUCCIÓN.
En la gran mayoría de los hogares e industria se utilizan compresores de aire. La compresión
se hace usualmente por el enfriamiento del aire ágilmente con agua, el petróleo. Cuando el
aire se comprime, puede ser almacenado más fácil. Hay varios usos distintos para los
compresores de aire. Un ejemplo vivo es el buceó; los tanques que utilizan los buceadores
contienen aire comprimido.
Asimismo hay fábricas que le dan utilidad a los compresores ya que ellos colaboran para el
mejor funcionamiento de las máquinas de forma eficiente y también colaboran con las
asignaciones de limpieza.
En las casas se les da uso de igual modo por ejemplo hay instrumento de los que casi a diario
se utilizan en las casa como lo son, pistolas de clavos, la pintura en aerosol, entre otros.
Muchos hogares han agrandado el contenido de la caja de herramientas con los compresores.
Los compresores de aire contienen un tanque de almacenamiento, que nos permite determinar
qué modelo es el adecuado para nuestras necesidades. Su capacidad se lee en galones, a
medida que sea mayor el el tanque de almacenamiento, más pies cúbicos de aire por minuto
que puede entregar el tanque.
DEFINICIÓN.
Máquina térmica en la cual el fluido de trabajo varía sensiblemente de densidad y volumen
especifico. 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 substancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo,
aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.
TIPOS DE 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).
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COMPRESORES 2010
El segundo 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).
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Tipos de compresores
Émbolo oscilante (reciprocantes o
alternativos)
Compresor de pistón
Compresor de membrana
Émbolo rotativo
Compresor rotativo celular
Compresor helicoidal bicelular
Compresor ROOTS
Turbo - compresor
Compresor radial
Turbo compresor axial
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Compresores de émbolo (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 gracias a
un motor eléctrico incorporado. Es el compresor más utilizado en potencias pequeñas.
Pueden ser del tipo hermético monofásico, comunes en refrigeradores domésticos. O de
mayores capacidades (monofásicos y trifásicos) de varios cilindros que permiten
mantención/reparación. Su uso ha disminuido en el último tiempo y ha cedido lugar al
compresor de tornillo que tiene mejores prestaciones.
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).
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:
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Compresor de émbolo
COMPRESORES 2010
Compresores 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.
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Compresor de membrana
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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.
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.
Compresores helicoidales.
Los compresores helicoidales se utilizan para manipular grandes volúmenes de gases. Las
presiones de trabajo de estos compresores no son tan altas como los de émbolo.
Están constituidos por dos cuerpos helicoidales (como dos tornillos) que rotan
perfectamente sincronizados debido al uso de una transmisión de engranes de uno al otro.
Por uno de los tornillos entra el movimiento al compresor.
Las roscas elaboradas en los tornillos están hechas con gran exactitud, de manera que la
holgura entre ellas es prácticamente nula aunque no llegan a tener contacto. También el
cuerpo donde están colocados los tornillos está fabricado con gran exactitud y
prácticamente no hay espacio entre el diámetro exterior de los tornillos y el cuerpo.
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Compresor rotativo multicelular
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Cuando los tornillos giran, apresan el gas contenido entre las roscas y el cuerpo en el lado
de la succión y lo dirigen en la dirección del avance de la rosca para salir forzadamente por
el otro extremo.
Para mejorar la hermeticidad de estas máquinas es práctica común el uso de una niebla de
aceite inyectada en la entrada del gas, este aceite es luego separado del gas en la zona de
alta presión con el uso de filtros especiales.
Compresor ROOTS.
Denominación que recibe el compresor de lóbulos, formado por dos rotores de sección en
ocho que giran sincronizados dentro de una cámara. Los álabes aspiran el aire por un lateral
de la cámara y lo empujan por el otro lateral de la cámara. El principal problema viene de la
dificultad de lograr la estanqueidad de los álabes entre ellos y entre la carcasa. El rendimiento
alcanzado por este tipo de compresores no es muy alto y no se utiliza en los motores de
vehículos.
Este compresor más que comprimir el aire lo que hace es impulsarlo.
Los rotores se apoyan en unos cojinetes. En vista de que nunca se tocan entre sí, no se
desgastan. En ocasiones, los lóbulos son helicoidales y, en otras, de corte recto.
Esta versión sencilla con rotores de dos álabes origina una presión relativamente baja, y
además la crea muy despacio al aumentar el régimen de giro.
El rendimiento del compresor Roots no es muy alto y además empeora con el aumento del
régimen de giro. La capacidad de suministro sólo supera el 50% en una gama muy limitada.
El aire comprimido se calienta extraordinariamente
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Compresor helicoidal
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Turbo compresores.
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.
Este tipo de sistemas se suele utilizar en motores de combustión interna.
El turbocompresor consiste en una turbina movida por los gases de escape de un motor de
explosión, en cuyo eje se fija solidariamente un compresor centrífugo que toma el aire a
presión atmosférica después de pasar por el filtro de aire y luego lo comprime para
introducirlo en los cilindros a mayor presión que la atmosférica. Este aumento de la presión
consigue introducir en el cilindro una mayor cantidad de oxígeno (masa) que la masa normal
que el cilindro aspiraría a presión atmosférica, obteniendo el motor más potencia que un
motor atmosférico de cilindrada equivalente, y con un incremento de consumo proporcional
al aumento de masa de aire.
Los turbocompresores más pequeños y de presión de soplado más baja ejercen una presión
máxima de 0,25 bar (3,625 psi), mientras que los más grandes alcanzan los 1,5 bar (21,75
psi). En motores de competición se llega a presiones de 3 y 8 bar. Dependiendo de si el motor
es gasolina o diesel.
Como la energía utilizada para comprimir el aire de admisión proviene de los gases de
escape, que se desecharía en un motor atmosférico, no resta potencia al motor cuando el
turbocompresor está trabajando, tampoco provoca pérdidas fuera del rango de trabajo del
turbo, a diferencia de otros, como los sistemas con compresor mecánico (sistemas en los que
el compresor es accionado por una polea conectada al cigüeñal).
Los elementos principales que forman un turbo son el eje común (3) que tiene en sus
extremos los rodetes de la turbina (2) y el compresor (1) este conjunto gira sobre los
cojinetes de apoyo, los cuales han de trabajar en condiciones extremas y que dependen
necesariamente de un circuito de engrase que los lubrica.
Por otra parte el turbo sufre una constante aceleración a medida que el motor sube de
revoluciones y como no hay límite alguno en el giro de la turbina empujada por los gases de
escape, la presión que alcanza el aire en el colector de admisión sometido a la acción del
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Compresor ROOTS o de lóbulos
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compresor puede ser tal que sea más un inconveniente que una ventaja a la hora de
sobrealimentar el motor.
Por lo tanto se hace necesario el uso de un elemento que nos limite la presión en el colector
de admisión. Este elemento se llama válvula de descarga o válvula waste gate (4).
BIBLIOGRAFÍA.
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Turbo compresor
COMPRESORES 2010
Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas, Mataix Claudio. Alfaomega, Oxford.
Segunda Edición. Pág.355.
http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_mecanica/compresores/
http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor_(m%C3%A1quina)
http://www.mecanicavirtual.org/turbo-compresores.htm
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