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6.1 TURBO COMPRESORES

Un turbocompresor de gases de escape se compone de un compresor y de unas

turbinas unidas entre sí por medio de un eje común. Accionada por los gases de

escape del motor, la turbina le proporciona al compresor la energía de

accionamiento. En la mayoría de los casos, para turbocompresores se empleancompresores radiales y turbinas centrípetas.

• Compresor 

• Turbina

• Regulación

• Sistema de rodamientos

Estructura y funcionamiento

os compresores de la mayoría de los turbocompresores suelen ser de tipocentrí!ugo. Este tipo de compresor est" !ormado por tres componentes b"sicos#rueda del compresor, di!usor y caja espiral. Sir$i%ndose de la $elocidad de rotaciónde la rueda, se introduce el aire a&ialmente y se acelera a gran $elocidad. El aireabandona la rueda del compresor en dirección radial. El di!usor !rena el aire 'ue!luye a gran $elocidad, sin apenas p%rdidas, para aumentar tanto la presión comola temperatura. El di!usor se compone de la placa de apoyo del compresor y partedel alojamiento en espiral, 'ue a su $e( recoge el aire y lo !rena aún m"s antes de

'ue llegue a la salida del compresor.

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Características de funcionamiento

El comportamiento operati$o del compresor se de!ine normalmente medianteplanos 'ue re!lejan la relación e&istente entre la relación de presiones y el$olumen o el caudal m"sico. a sección del plano relati$a a los compresorescentrí!ugos est" delimitada por las líneas de sobrecarga y cierre y la $elocidadm"&ima permitida del compresor.

Línea de sobrecara

El anc)o del mapa est" delimitado a la i('uierda

por la línea de sobrecarga. Esto es b"sicamente la

*p%rdida+ del !lujo de aire en la entrada del

compresor. Con un caudal demasiado pe'ueo y

una relación de presiones demasiado alta, el !lujo

no puede seguir ad)iri%ndose a la cara de

aspiración de las aspas, lo 'ue pro$oca la

interrupción del proceso de impulsión.

Línea de estranu!aci"n

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El caudal $olum%trico m"&imo del compresor  

centrí!ugo normalmente est" limitado por la

sección trans$ersal en la toma del compresor.

Cuando el !lujo en la entrada de la rueda alcan(ala $elocidad sónica, ya no puede aumentar m"s el

caudal. a línea de estrangulamiento se puede

reconocer por la pronunciada pendiente descendiente

'ue describen las líneas de $elocidad a la derec)a del plano del

compresor.

6.# Com$resores reci$rocantes.

Es una m"'uina 'ue !undamentalmente se utili(a para ele$ar la presión de un gas

pasando de presión baja a otra m"s alta. Una $ariante de %sta m"'uina sir$e

tambi%n para producir $ació- sin embargo, no estudiaremos esta $ariante por'ue la

demanda para %sta utili(ación es muy escasa.

Usos de un compresor.

Un compresor se utili(a en#

  . Trans!erencia de gas desde po(os productores de baja presión )asta las

/lantas de /rocesamiento.

0. Comprimir gas para de$ol$erlo a la !ormación petrolí!era con el objeti$o de

mantener presión o aumentar la presión del yacimiento.

1. 2e$ol$er el gas a la !ormación cuando el propietario desea reducir la proporción

gas3petroleo. Algunos estados limitan la cantidad de gas 'ue se puede producir o

$ender por barril de petroleo producido. /or lo tanto, el propietario de los po(os

'ue producen demasiado gas por barril de petróleo tiene 'ue de$ol$er parte del

gas al yacimiento para obtener m"s petróleo.

4. Trans!erir gas para lle$arlo al punto de consumo.

5. Aumentar presión en tubería de almacenamiento.

Com$resor reci$rocante

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Compresor reciprocante es una m"'uina 'ue comprime el gas mediante el

despla(amiento de un piston dentro de un cilindro. A continuación describiremos el

ciclo ideal y el real en un compresor reciprocante.

El $ector A36 representa el mo$imiento del stro7e o carrera de succión en el cual

el gas empie(a a ingresar al cilindro a tra$%s de la $"l$ula de succión )asta el

$olumen 8 'ue es el $olumen total del cilindro de compresión, durante %ste

mo$imiento la presión / permanece constante y es igual a la presión en la

succión o tubería de carga al compresor. En el punto *6+, la !uer(a d compresor 

actúa positi$amente y comprime el gas )asta el punto *C+ en el cual se alcan(a la

presión deseada de descarga /0 y es %ste el momento en el cual la $"l$ula de

salida se abre permitiendo la trans!erencia total del gas del cilindro de compresión

al sistema en el punto 2. Como asumimos 'ue estamos operando un compresor 

ideal o per!ecto 'ue nos permite )acer una compresión ideal, el punto *2+

corresponder" a un $olumen de cero cuando se

cierran las $"l$ulas de salida. A'uí empie(a el retorno del pistón,

pasando del punto *2+ al punto *A+ y de la presión /0

a la presión / idealmente, ya 'ue al llegar al punto *2+,

como el $olumen es cero, no )abr" mol%culas

remanentes de gas y la presión, en %ste instante,

no tendr" ningún $alor, luego tan pronto se

abran las $"l$ulas de entrada de gas en el

punto *A+ la presión ser" la de carga o

succión al compresor, */+, inici"ndose nue$amente el ciclo

de compresión. En la realidad los e'uipos de compresión no son per!ectos, ni se

puede pensar en una compresión ideal, por lo 'ue es mejor anali(ar el ciclo real

'ue sucede en un compresor reciprocante, modelo m"s conocido en el campo

petrolero.

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6.% &enti!adores

as características de rendimiento de un

$entilador se determinan,

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principalmente, por la !orma y colocación de las aspas de la rueda. /or ello, en la

actualidad pueden clasi!icarse en cinco grupos 'ue, en t%rminos generales, en

orden de e!iciencia decreciente son# aspas de inclinación )acia atr"s, a&iales, con

cur$atura al !rente, de punta radial y radiales. a rueda del $entilador a&ial impulsa

el aire o gas en línea recta, los otros tipos de rueda son centri!ugas.

'enti!ador con cur&a (acia atr)s

os diseos de ruedas del tipo con inclinación )acia atr"s en uso común son# unacon aspas de espesor sencillo y otras con aspas aerodin"micas- este ultimo es eldiseo de mayor e!iciencia mec"nica, 'ue puede llegar al 9:;, y suele ser el massilencioso.

as aspas de espesor sencillo pueden manejar partículas !inas arrastradas por elaire o )umedad en %ste, las 'ue daarían las aspas aerodin"micas, pero son algomas ruidosas y menos e!icientes. Su e!iciencia mec"nica pico es del

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El diseo de puntas radiales ocupa un lugar intermedio entre los $entiladores paraaire limpio y los de aspas radiales, mas !uertes, utili(ados para manejo demateriales. a rueda de $entilador con puntas radiales tiene un "ngulo mas bienbajo de ata'ue sobre el aire, lo 'ue )ace 'ue este siga las aspas con mínimaturbulencia.

Este tipo de rueda es ideal para aire contaminado. /ero, no se utili(a para elmanejo de materiales a granel y transportación neum"tica, en 'ue se emplean lasaspas radiales.

'enti!adores de as$as radia!es

Estos $entiladores son * el caballo de batalla+ de la industria, pues son los mascomunes para manejar $olúmenes bajos y medianos a altas presiones y paramanejar corrientes de aire con alto contenido de partículas.

Sus aplicaciones $an desde mo$er aire limpio )asta el transporte de pol$o, astillasde madera e incluso padecería de metales.

El diseo de aspas radiales es adecuado para manejo de materiales por'ue lasaspas planas reducen la acumulación de material y se pueden !abricar conaleaciones resistentes a la abrasión.

Se!ecci"n de un &enti!ador 

a selección depende, primero, del rendimiento del !lujo y presión re'ueridos parala aplicación. =tros !actores, 'ue pueden eliminar ciertos $entiladores o tipos de

$entiladores, son las partículas y los productos 'uímicos en la corriente de aire,restricciones en el tamao y en el espacio, temperatura de la corriente de aire y elruido. /or ultimo, la e$aluación de los costos de capital y de operación de!inir"cual es el $entilador mas económico.

6.+ ,ormati&idad $ara !a se!ecci"n de com$resores y&enti!adores.

Com$resores

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-,ST-TUTO TEC,OL/-CO SUPER-OR 0ECOT2COLCOS

0-'-S-O, 0E -,/E,-ER- PETROLER

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Sistemas de bombeo en !a industria $etro!era

E&idencia 3145 

-,'EST-/C-O, U,-00 6

COMPRESORES 7 'E,T-L0ORES8

Ob9eti&o5 CO,OCER 7 COMPRE,0ER L PL-CC-, 0E LOSCOMPRESORES 7 'E,T-L0ORES E, L -,0USTR-

PETROLER

Criterios 0e E&a!uaci"n5  2esarrollo del tema

Contenido

E&plicación >co)erencia? Entrega en tiempo y !orma

  =6SER8AC@=ES

LUM,O5Oro:co Osorio bie:er 

/R0O ; /RUPO56anet La:aro Miss.

COT2COLCOS? 'ERCRU2 >unio@#A1