Post on 11-Jul-2016
description
INTRODUCCIÓN:
El compresor como una máquina o dispositivo que toma aire con unas
determinadas condiciones y lo impulsa a una presión superior a la de entrada.
También se puede definir como una máquina de funcionamiento alternativo o
rotatorio que tiene por objeto la compresión de un fluido (aire generalmente) para
utilizar su fuerza de expansión debidamente regulada y transmitida al lugar más
idóneo.
Por lo general, los compresores se sitúan en compartimientos especiales, bien sea
en lugares apartados donde no puedan molestar por el ruido que producen al
trabajar o bien en el exterior de las instalaciones donde se halla el circuito si lo que
desea es conseguir un aire de mayor calidad, es decir con menos impurezas. Sin
embargo, también hay algunos tipos de compresores bastante silenciosos y otros
equipos que no necesitan estar en un lugar fijo, sino que pueden ser trasladados
con facilidad de un lugar a otro.
Compresores rotativos los compresores rotativos consiguen aumentar la presión
del aire mediante el giro de un rotor. El aire se aspira cuando el rotor gira en un
determinado sentido y después se comprime dentro de la cámara de compresión
que se origina en el compresor.
OBJETIVO:
El objetivo de la investigación es identificar las características y funcionamiento de
cada tipo de compresor rotativo.
DESARROLLO:
COMPRESORES TIPO PALETAS:
En el compresor rotativo a paletas el eje gira a alta
velocidad mientras la fuerza centrífuga 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
Silencioso y pequeño
Flujo continuo de aire
Buen funcionamiento en frío
Sensibles a partículas y tierra
Fácil mantenimiento
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 (anti-desgaste) 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 anti desgaste, 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 centrífuga 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.
FUNCIONAMIENTO: Cuando la paleta obstruye el orificio de aspiración, la cámara A tiene un volumen
nulo y todo el espacio anular es la cámara B, que está llena de los vapores a la
presión de aspiración (figura a).
Cuando la paleta ha pasado ya por el orificio de aspiración, disminuye el volumen
de la cámara B y los vapores se comprimen. Simultáneamente, aumenta el
volumen de la cámara A y se llena de nuevo con el gas de aspiración (figura b).
Con el giro del rotor, la cámara B va disminuyendo y va aumentando la presión del
gas, hasta que alcanza la presión de descarga, que hace que se abra el orificio de
descarga (figura c). El gas comprimido escapa por él, hasta que la paleta pasa por
el punto de tangencia entre rotor y estator, estando ahora la cámara A totalmente
llena de gas de aspiración y siendo inexistente la cámara B (nuevamente figura a).
Cuando la paleta pase por el orificio de aspiración, empieza un nuevo ciclo.
Los compresores como el descrito, que se llaman mono celulares (con una única
paleta), permiten una sola aspiración y una descarga por cada vuelta.
Si se quiere aumentar, bajo las mismas dimensiones, la cilindrada es necesario
multiplicar el número de cámaras de compresión, o sea, el número de paletas.
La solución más sencilla se obtiene con dos paletas diametralmente opuestas
(compresores bicelulares). Por extensión, con múltiples paletas se obtienen los
compresores multicelulares.
COMPRESORES DE TORNILLO:
Este tipo de compresores, también denominados rotatorios helicoidales, constan
de un cuerpo y dos largos engranajes helicoidales, o tornillos, en contacto que
giran en sentido contrario.
Uno de ellos es el motriz o primario, también llamado macho, y tiene su lateral
dividido en cuatro lóbulos de perfil semicircular. El otro tornillo, el secundario o
hembra, es desplazado por el primero y presenta en su lateral seis canales o
gargantas que se corresponden con los lóbulos del tornillo macho.
El refrigerante procedente del evaporador queda atrapado en los espacios
existentes entre los canales del tornillo secundario o hembra, girando con él y
comprimiéndose a medida que avanza hacia la salida, ya que el volumen
disponible entre las ranuras que dejan los tornillos va disminuyendo
gradualmente.
Este tipo de compresores se utilizan para capacidades frigoríficas superiores a la
150000 Kcal/h.
FUNCIONAMIENTO: Los dos tornillos tienen perfiles que se conjugan, uno formando los lóbulos (rotor
macho), y el otro las gargantas (rotor hembra).
Durante la rotación, el contacto de los perfiles se desplaza a lo largo del eje de la
máquina, creando así una descarga axial del fluido comprimido dentro de una
garganta por el lóbulo correspondiente.
La garganta juega, muy aproximadamente, el papel de un cilindro cuyo volumen
se reduce progresivamente, mientras que el lóbulo realiza la función del pistón
hasta que la rotación del tornillo lo lleva frente a la boca de descarga, permitiendo
que el fluido comprimido se escape por la tubería de descarga.
Una característica esencial de los compresores de tornillo es la ausencia de toda
válvula, tanto de descarga como de aspiración.
En estos compresores, más aún si cabe que en el resto, la lubricación es muy
exigente.
Presentan ciertas ventajas:
Ausencia de válvulas de aspiración y descarga; poco sensibles, pues, a los
golpes de líquido.
Su rendimiento es elevado
La regulación es, en general, continua desde el 10 al 100%.
Ocupan poco espacio
Poseen gran fiabilidad, un reducido coste de mantenimiento y un largo
intervalo entre revisiones.
Tradicionalmente, los compresores de tornillo se han venido utilizando en usos
industriales, pero en los últimos años, se han comenzado a aplicar en máquinas
de pequeña y mediana potencia. En las máquinas pequeñas, el accionamiento se
hace, en general, a través del tornillo hembra.
COMPRESORES ROTATIVOS DE LÓBULOSLos compresores de lóbulos tienen dos rotores simétricos en paralelo
sincronizados por engranajes.
CARACTERÍSTICAS
Producen altos volúmenes de aire seco a relativamente
baja presión.
Este sistema es muy simple y su funcionamiento es
muy parecido a la bomba de aceite del motor de un auto
donde se requiere un flujo constante.
Tienen pocas piezas en movimiento.
Son lubricados en general en el régimen de lubricación
hidrodinámica aunque algunas partes son lubricadas
por salpicadura del aceite. A veces los rodamientos o
cojinetes pueden estar lubricados por grasas.
COMPRESOR TIPO SCROLL
Se puede considerar como la última generación de los compresores rotativos de
paletas, en los cuáles éstas últimas han sido sustituidas por un rotor en forma de
espiral, excéntrico respecto al árbol motor, que rueda sobre la superficie del
estator, que en lugar de ser circular tiene forma de espiral concéntrica con el eje
motor.
La superficie de contacto entre ambas espirales se establece en el estator (en
todas sus generatrices) y en el rotor también en todas sus generatrices. Como se
puede comprobar, hay otra diferencia fundamental respecto a los compresores
rotativos de paletas, y es la de que la espiral móvil del rotor no gira
solidariamente con este último, sino que sólo se traslada con él paralelamente a sí
misma.
En cuanto al funcionamiento, este tipo de compresores se basa en que las celdas
o cámaras de compresión de geometría variable y en forma de hoz, están
generadas por dos caracoles o espirales idénticas, una de ellas, la superior que
está fija (estator), en cuyo centro está situada la lumbrera de escape, y la otra
orbitante (rotor), estando montadas ambas frente a frente, en contacto directo una
contra la otra.
La espiral fija y la móvil cuyas geometrías se mantienen en todo instante
desfasado un ángulo de 180º, merced a un dispositivo anti rotación, están
encajadas una dentro de la otra de modo que entre sus ejes hay una
excentricidad, para conseguir un movimiento orbital del eje de la espiral móvil
alrededor de la espiral fija.
EL FUNCIONAMIENTO SE PUEDE DESCOMPONER EN LAS TRES FASES SIGUIENTES:- Aspiración: En la primera órbita (360º), en la parte exterior de las espirales se
forman y llenan completamente de vapor a la presión P1 dos celdas.
- Compresión: En la segunda órbita (360º), se produce la compresión a medida
que dichas celdas disminuyen de volumen y se acercan hacia el centro de la
espiral fija, alcanzándose al final de la segunda órbita, cuando su volumen es V2 y
la presión de escape P2.
- Descarga: En la tercera y última órbita, puestas ambas celdas en comunicación
con la lumbrera de escape, tiene lugar la descarga (escape) a través de ella.
El campo de utilización está encaminado a los pequeños desplazamientos (aire
acondicionado y bomba de calor en viviendas) para potencias frigoríficas
comprendidas entre 5 y 100 kW.
Otro agente significativo son las pérdidas mecánicas por rozamiento, la
inexistencia de juntas y segmentos en los compresores Scroll, característica
común también a los helicoidales, hace que las pérdidas mecánicas por
rozamiento en este tipo de compresores, sean más bajas en comparación con las
que se producen en los compresores alternativos.
VENTAJAS DEL COMPRESOR SCROLL• Buen rendimiento volumétrico.
• Inexistencia de espacio muerto perjudicial.
• Ausencia de válvulas de admisión.
• Adaptabilidad axial y radial muy buena.
• Elevada fiabilidad de funcionamiento
• Excelente nivel sonoro.
INCONVENIENTES DEL COMPRESOR SCROLL• Limitación de fabricar compresores Scroll de tamaños pequeños.
• Presión de escape baja.
CONCLUSIÓN:
El compresor es una dispositivo que sirve para succionar el aire en la entrada y
aumentar su presión en la salida, en este caso se habló de los compresores
rotativos a comparación con los de embolo los rotativos son menos ruidosos, y
utilizan menos piezas móviles y su mantenimiento es más barato, a este tipo de
compresores entra la categoría de compresores de desplazamiento positivo ya
que Sus características principales son las altas presiones y el bajo volumen que
mueven y Se utilizan principalmente donde se requieren altas presiones o
volúmenes de aire reducidos como es el caso de los aires acondicionados. Existe
varios tipos de compresores ya que cada uno tiene sus propias aplicaciones en las
que son más eficientes para ello se tiene que analizar las características, sus
ventajas y desventajas y así elegir su aplicación adecuada.