Un Compresor Es Una Máquina de Fluido Que Está Construida Para Aumentar La Presión y Desplazar...

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como 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.
l igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas !idráulicas, 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
Un compresor es una máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores. #a presión del fluido se eleva reduciendo el volumen especifico del mismo durante su paso a través del compresor. $omparados con turbo soplantes y ventiladores centrífugos o de circulación a%ial, en cuanto a la presión de salida, los compresores se clasifican generalmente como maquinas de alta presión, mientras que los ventiladores y soplantes se consideran de baja presión.
#os compresores se emplean para aumentar la presión de una gran variedad de gases y vapores para un gran numero de aplicaciones. Un caso com&n es el compresor de aire, que suministra aire a elevada presión para transporte, pintura a pistola, inflamiento de neumáticos, limpieza, !erramientas neumáticas y perforadoras. 'tro es el compresor de refrigeración, empleado para comprimir el gas del vaporizador. 'tras aplicaciones abarcan procesos químicos, conducción de gases, turbinas de gas y construcción.
Estructura de los compresores
#os elementos principales de esta estructura son( motor, cuerpo, tapas, enfriador y árboles. El cuerpo y las tapas del compresor se enfrían por el agua. #os elementos constructivos tienen ciertas particularidades. )ara disminuir las perdidas de energía de la fricción mecánica de los e%tremos de las placas contra el cuerpo en este se colocan dos anillos de descarga que giran libremente en el cuerpo. la superficie e%terior de estos se envía lubricación. l girar el motor los e%tremos de las placas se apoyan en el anillo de descarga y se deslizan parcialmente por la superficie interior de estos" los anillos de descarga giran simultáneamente en el cuerpo.
l fin de disminuir las fuerzas de fricción en las ranuras las placas se colocan no radicalmente sino desviándolas !acia adelante en dirección de la rotación. El ángulo de desviación constituye * a + grados. En este caso la dirección de la fuerza que act&a sobre las placas por lado del cuerpo y los anillos de descarga se apro%ima a la dirección de desplazamiento de la placa en la ranura y la fuerza de fricción disminuye.
)ara disminuir las fugas de gas a través de los !uelgos a%iales, en el buje del motor se colocan anillos de empacaduras apretados con resortes contra las superficies de las tapas.
)or el lado de salida del árbol a través de la tapa, se !a colocado una junta de prensaestopas con dispositivos tensor de resortes.
Historia
#os antiguos !erreros solían gritar para intensificar su fuego y de esta forma facilitaban forjar el !ierro, y aunque no se consideren el primer antecedente a los compresores atmosféricos actuales, se puede decir que sí lo fueron. #os gritos y rugidos in!alaban aire en su e%pansión, luego se e%!ala mediante una peque-a apertura al final, logrando controlar la cantidad de o%ígeno a una locación específica. $on

el tiempo se mejoró la forma de soplado, de modo que los griegos y romanos utilizaban fuelles para la forja de !ierro y se sabe de diversos mecanismos !idráulicos y de fuelle para accionar órganos musicales.
urante el siglo diecisiete, el ingeniero físico alemán 'tto von /ueric0e e%perimentó y mejoró los compresores atmosféricos. En +12, /ueric0e inventó la primera bomba de o%ígeno, la cual podía producir un vacío parcial y él mismo uso esto para estudiar el fenómeno del vacío y el papel del o%ígeno en la combustión y la respiración.
En +345, la primera fase o componente del compresor atmosférico fue patentada. ic!o componente comprimía o%ígeno en cilindros sucesivos.
)ara +3*4, la eficiencia del compresor fue mejorada mediante el enfriamiento de los cilindros por motores de agua, que causó a su vez la invención de cilindros de agua.
Uno de los primeros usos modernos de los compresores atmosféricos fue gracias a los buzos de mares profundos, quienes necesitaban un suministro de la superficie para sobrevivir. #os buzos que emplearon compresores atmosféricos tuvieron lugar en +567. #os primeros mineros utilizaron motores de vapor para producir suficiente presión para operar sus taladros, incluso cuando dic!o dispositivos probaban ser e%tremadamente peligrosos para los mineros.
$on la invención del motor de combustión interna, se creó un dise-o totalmente nuevo para los compresores atmosféricos. En +51 los lava8autos de auto8servicios, alta8presión y 9!azlo t& mismo: se !icieron populares gracias a los compresores atmosféricos. ctualmente, ya seas un mecánico que disfruta de realizar por sí mismo las reparaciones de automóviles o simplemente eliges tener un compresor atmosférico en casa para llenar las llantas de las bicicletas, el compresor atmosférico se !a convertido en una pieza rentable para equipo de coc!era. #os compresores atmosféricos se pueden conseguir en su presentación eléctrica o de gasolina, siendo más accesibles para consumidores !ogare-os.
Un émbolo bombea o%ígeno comprimido dentro de un tanque a cierta presión, donde se mantiene !asta que es requerido para ciertas acciones tales como !inc!ar llantas o apoyar el empleo de !erramientas neumáticas.
#a mayoría de las compa-ías constructoras utilizan los compresores atmosféricos potenciados por gasolina, los cuales son transportados en vagonetas. ;o encontrarás una casa residencial sin la intervención de un compresor atmosférico que permita trabajar al martillo eléctrico, ni encontrarás equipo pesado de las mismas compa-ías carentes del compresor debido a que es una !erramienta esencial para llenar las llantas y operar los distintos tipos de llaves.
El o%ígeno comprimido es una !erramienta sumamente importante y !oy en día su eficiencia, la contaminación y su accesibilidad le dan la popularidad que tienen en el mercado.
Utilización
#os compresores son ampliamente utilizados en la actualidad en campos de la ingeniería y !acen posible nuestro modo de vida por razones como(
• <on parte importantísima de muc!os sistemas de refrigeración y se encuentran en cada refrigerador casero.
• <e encuentran en sistemas de generación de energía eléctrica, tal como lo es el $iclo =rayton.
• <e encuentran en el interior de muc!os motores de avión, como lo son los turborreactores, y !acen posible su funcionamiento.

• <e pueden comprimir gases para la red de alimentación de sistemas neumáticos, los cuales mueven fábricas completas.
Tipos de compresores
$lasificación seg&n el método de intercambio de energía(
?ay diferentes tipos de compresores atmosféricos, pero todos realizan el mismo trabajo( toman aire de la atmósfera, lo comprimen para realizar un trabajo y lo regresan para ser reutilizado.
El compresor de desplazamiento positivo . #as dimensiones son fijas. )or cada movimiento del eje de un e%tremo al otro tenemos la misma reducción en volumen y el correspondiente aumento de presión @y temperaturaA. ;ormalmente son utilizados para altas presiones o poco volumen. )or ejemplo el inflador de la bicicleta. Bambién e%isten compresores dinámicos. El más simple es un ventilador que usamos para aumentar la velocidad del aire a nuestro entorno y refrescarnos. <e utiliza cuando se requiere muc!o volumen de aire a baja presión.+
* El compresor de émolo
Es un compresor atmosférico simple. Un vástago impulsado por un motor @eléctrico, diésel, neumático, etc.A es impulsado para levantar y bajar el émbolo dentro de una cámara. En cada movimiento !acia abajo del émbolo, el o%ígeno es introducido a la cámara mediante una válvula. En cada movimiento !acia arriba del émbolo, se comprime el o%ígeno y otra válvula es abierta para evacuar dic!as moléculas de o%ígeno comprimidas" durante este movimiento la primera válvula mencionada se cierra. El o%ígeno comprimido es guiado a un tanque de reserva. Este tanque permite el transporte del o%ígeno mediante distintas mangueras. #a mayoría de los compresores atmosféricos de uso doméstico son de este tipo.
• C$ómo funciona un compresor de pistónD En el esquema de abajo se muestra el esquema de un compresor de pistón típico. Es en esencia una máquina con un mecanismo pistón8biela8cige-al. Bodos los compresores son accionados por alguna fuente de movimiento e%terna. #o com&n es que estas fuentes de movimiento sean motores, lo mismo de combustión como eléctricos. En la industria se mueven compresores accionados por máquinas de vapor o turbinas. En este caso, cuando el cige-al gira, el pistón desciende y crea vacío en la cámara superior, este vacío act&a sobre la válvula de admisión @izquierdaA, se vence la fuerza ejercida por un resorte que la mantiene apretada a su asiento, y se abre el paso del aire desde el e%terior para llenar el cilindro. El propio vacío, mantiene cerrada la válvula de salida @derec!aA. 4
urante la carrera de descenso, como puede verse en el esquema de abajo @lado izquierdoA todo el cilindro se llena de aire a una presión cercana a la presión e%terior. #uego, cuando el pistón comienza a subir, la válvula de admisión se cierra, la presión interior comienza a subir y esta vence la fuerza del muelle de recuperación de la válvula de escape o salida @esquema lado derec!oA, con lo que el aire es obligado a salir del cilindro a una presión algo superior a la que e%iste en el conducto de salida. 'bsérvese que el cuerpo del cilindro está dotado de aletas, estas aletas, aumentan la superficie de disipación de calor para mejorar la transferencia del calor generado durante la compresión al e%terior.

E%cepto en casos especiales, en el cuerpo del compresor !ay aceite para lubricar las partes en rozamiento, así como aumentar el sellaje de los anillos del pistón con el cilindro. Este aceite no e%iste en los compresores de tipo médico, usado en la respiración asistida, debido a que siempre el aire de salida contiene cierta cantidad de él o sus vapores.
#os compresores de doble etapa @esquema de abajoA, trabajan con el mismo sistema simple de pistón8 biela8cige-al, con la diferencia que aquí trabajan dos pistones, uno de alta y otro de baja presión. $uando el pistón de alta presión @derec!aA e%pulsa el aire, lo manda a otro cilindro de menor volumen. l volver a recomprimir el aire, alcanzamos presiones más elevadas.
• El compresor de tornillo( &n más simple que el compresor de émbolo, el compresor de tornillo también es impulsado por motores @eléctricos, diésel, neumáticos, etc.A. #a diferencia principal radica que el compresor de tornillo utiliza dos tornillos largos para comprimir el o%ígeno dentro de una cámara larga. )ara evitar el da-o de los mismos tornillos, aceite es insertado para mantener todo el sistema lubricado. El aceite es mezclado con el o%ígeno en la entrada de la cámara y es transportado al espacio entre los dos tornillos rotatorios. l salir de la cámara, el o%ígeno y el aceite pasan a través de un largo separador de aceite donde el o%ígeno ya pasa listo a través de un peque-o orificio filtrador. El aceite es enfriado y reutilizado mientras que el o%ígeno va al tanque de reserva para ser utilizado en su trabajo.
• <istema pendular Baurozzi( consiste en un pistón que se balancea sobre un eje generando un movimiento pendular e%ento de rozamientos con las paredes internas del cilindro, que permite trabajar sin lubricante y alcanzar temperaturas de mezcla muc!o mayores.
• lternativos o reciprocantes( utilizan pistones @sistema bloque8cilindro8émbolo como los motores de combustión internaA. bren y cierran válvulas que con el movimiento del pistón aspiraFcomprime el gas. Es el compresor más utilizado en potencias peque-as. )ueden ser del tipo !erméticos, semi!erméticos o abiertos. #os de uso doméstico son !erméticos, y no pueden ser intervenidos para repararlos. #os de mayor capacidad son semi!erméticos o abiertos, que se pueden desarmar y reparar.
• e espiral @orbital, scroll A.
• Gotativo de paletas( en los compresores de paletas la compresión se produce por la disminución del volumen resultante entre la carcasa y el elemento rotativo cuyo eje no coincide con el eje de la carcasa @ambos ejes son e%céntricosA. En estos compresores, el rotor es un cilindro !ueco con estrías radiales en las que las palas @+ o variasA comprimen y ajustan sus e%tremos libres interior del cuerpo del compresor, comprimiendo así el volumen atrapado y aumentando la presión total.
• Gotativo8!elicoidal @tornillo, screwA( la compresión del gas se !ace de manera continua, !aciéndolo pasar a través de dos tornillos giratorios. <on de mayor rendimiento y con una regulación de potencia sencilla, pero su mayor complejidad mecánica y costo !ace que se emplee principalmente en elevadas potencias, solamente.
• Gotodinámicos o turbomáquinas( utilizan un rodete con palas o álabes para impulsar y comprimir al fluido de trabajo. su vez éstos se clasifican en a%iales
!nálisis de la compresión de un "as
Hmaginemos que en un cilindro tenemos un volumen de un gas ideal y está ItapadoJ por un pistón que es capaz de deslizarse verticalmente sin fricción. En un principio este sistema se encuentra en equilibrio con el e%terior, es decir, la presión que ejerce el gas sobre las paredes del cilindro y sobre el pistón @que es la misma en todas las direccionesA es igual a la presión que ejerce el peso del pistón sobre el gas , y más ninguna otra fuerza obra sobre nuestro sistema.

!ora imaginemos que repentinamente aumentamos la presión e%terna a y como la presión que
ejerce el gas sobre el pistón es el equilibrio se romperá y el cilindro deslizará !acia abajo
ejerciendo un trabajo . Esta energía, por la primera ley de la termodinámica, se convertirá instantáneamente en un incremento de energía interna del gas en el recipiente, y es así como el gas absorberá el trabajo del desplazamiento pistón.
Compresión #sotérmica Reversile para "ases ideales
Esta forma de compresión es una secuencia de infinitas etapas, o estados, de equilibrio que se conoce como movimiento cuasi8estático, en los que siempre se cumple que la presión que ejerce el gas sobre las
+.
6. $omas alternativas
*. Compresores
5. %escripción de compresores de desplazamiento no positivo
+. 'enta(as ) desventa(as de los compresores
++. $ilio"ra&a
#+TRO%UCC#,+
Boda máquina que realiza trabajo con la finalidad de mantener un fluido en movimiento o provocar el desplazamiento o el flujo del mismo se podría ajustar al nombre de bomba o compresor, los que suelen evaluarse por cuatro características(
+. $antidad de fluido descargado por unidad de tiempo
4. umento de la presión
7. )otencia
6. Gendimiento
El efecto conseguido por la mayoría de los dispositivos de bombeo es el de aumentar la presión del fluido, si bien algunos de ellos comunican al fluido un aumento de su energía cinética o una elevación de su nivel geodésico.

#as bombas en general son utilizadas parea líquidos. Estas trabajan simultáneamente con la presión atmosférica de forma que esta impulse el liquido !acia el interior de la bomba por la depresión que tiene lugar en el centro de la misma.
#as bombas empleadas para gases y vapores suelen llamarse compresores. #os compresores poseen una tubería de succión por donde es aspirado el gas que dentro del compresor reduce su volumen y aumenta su presión.
$OM$!S
<iempre que tratemos temas como procesos químicos, y de cualquier circulación de fluidos estamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas.
El funcionamiento en si de la bomba será el de un convertidor de energía, o sea, transformara la energía mecánica en energía cinética, generando presión y velocidad en el fluido.
E%isten muc!os tipos de bombas para diferentes aplicaciones.
#os factores más importantes que permiten escoger un sistema de bombeo adecuado son( presión &ltima, presión de proceso, velocidad de bombeo, tipo de gases a bombear @la eficiencia de cada bomba varía seg&n el tipo de gasA.
#as bombas se clasifican en tres tipos principales(
+. e émbolo alternativo
7. Gotodinámicas
#os dos primeros operan sobre el principio de desplazamiento positivo y el tercer tipo debe su nombre a un elemento rotativo, llamado rodete, que comunica velocidad al líquido y genera presión, estas son de desplazamiento no positivo.
<e dice que una bomba es de desplazamiento positivo, cuando su órgano propulsor contiene elementos móviles de modo tal que por cada revolución se genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, independientemente de la contrapresión a la salida. En este tipo de bombas la energía mecánica recibida se transforma directamente en energía de presión que se transmite !idrostáticamente en el sistema !idráulico.
En las bombas de desplazamiento positivo siempre debe permanecer la descarga abierta, pues a medida que la misma se obstruya, aumenta la presión en el circuito !asta alcanzar valores que pueden ocasionar la rotura de la bomba" por tal causal siempre se debe colocar inmediatamente a la salida de la bomba una válvula de alivio o de seguridad. con una descarga a tanque y con registro de presión.
<e dice que una bomba es de desplazamiento ;o positivo cuando su órgano propulsar no contiene elementos móviles" es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola.
este caso pertenecen las bombas centrífugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio. En este tipo de bombas, se transforma la energía mecánica recibida en energía !idro8cinética imprimiendo a las partículas cambios en la proyección de sus trayectorias y en la dirección de sus velocidades. Es muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas no tenga contrapresión pues si la !ubiera, dado que la misma regula la descarga , en el caso límite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguiría en movimiento no generando caudal alguno trabajando no obstante a plena carga con el má%imo consumo de fuerza matriz.
)or las características se-aladas, en los sistemas !idráulicos de transmisión !idrostática de potencia !idráulica nunca se emplean bombas de desplazamiento ;' positivo.
%ESCR#PC#,+ %E $OM$!S %E %ESP-!.!M#E+TO POS#T#'O
$OM$!S ROT!TOR#!S
#as bombas rotatorias, que generalmente son unidades de desplazamiento positivo, consisten de una caja fija que contiene engranajes, aspas, pistones, levas, segmentos, tornillos, etc., que operan con un claro mínimo. En lugar de KarrojarK el liquido, como en una bomba centrífuga, una bomba rotatoria lo atrapa, lo empuja contra la caja fija. #a bomba rotatoria descarga un flujo continuo. unque generalmente se les considera como bombas para líquidos viscosos, las bombas rotatorias no se limitan a este servicio solo, pueden manejar casi cualquier liquido que este libre de sólidos abrasivos.
Tipos de omas rotatorias/
$omas de -eva ) Pistón
Bambién llamadas K=ombas de émbolo rotatorioK, consisten de un e%céntrico con un brazo ranurado en la parte superior (Fig. 1). #a rotación de la flec!a !ace que el e%céntrico atrape el liquido contra la caja. $onforme contin&a la rotación, el liquido se fuerza de la caja a través de la ranura a la salida de la bomba.
>ig. +
$omas de en"rana(es e0ternos
Estas constituyen el tipo rotatorio mas simple. $onforme los dientes de los engranajes se separan en el lado de succión de la bomba (Fig. 2), el liquido llena el espacio entre ellos. Este se conduce en trayectoria circular !acia fuera y es e%primido al engranar nuevamente los dientes.
>ig. 4
$omas de en"rana(es internos
Este tipo (Fig. 3) tiene un motor con dientes cortados internamente y que encajan en un engrane loco, cortado e%ternamente. )uede usarse una partición en forma de luna creciente para evitar que el liquido pase de nuevo al lado de succión de la bomba.
$omas loulares
Lstas se asemejan a las bombas del tipo de engranajes en su forma de acción, tienen dos o mas motores cortados con tres, cuatro, o mas lóbulos en
cada motor (Fig. 4, 5 y 6). #os motores se sincronizan para obtener una rotación positiva por medio de engranajes e%ternos. ebido al que el liquido se descarga en un numero mas reducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engranajes, el flujo del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranajes.
$omas de tornillo
Estas bombas tienen de uno a tres tornillos roscados convenientemente que giran en una caja fija. #as bombas de un solo tornillo (Fig. 7) tienen un motor en forma de espiral que gira e%céntricamente en un estator de !élice interna o cubierta. #as bombas de dos y tres tornillos (Fig. 8 y 9) tienen uno o dos engranajes locos, respectivamente, el flujo se establece entre las roscas de los tornillos, y a lo largo del eje de los mismos.
)ara ver el gráfico seleccione la opción KescargarK del men& superior
$omas de aspas
#as bombas de aspas oscilantes (Fig. 10) tienen una serie de aspas articuladas que se balancean conforme gira el motor, atrapando al liquido y forzándolo en el tubo de descarga de la bomba. #as bombas de aspas deslizantes (Fig. 11) usan aspas que se presionan contra la carcaza por la fuerza centrífuga cuando gira el motor. El liquido atrapado entre las dos aspas se conduce y fuerza !acia la descarga de bomba.
$OM$!S !-TER+!T#'!S
#as bombas alternativas o reciprocantes son también unidades de desplazamiento positivo descargan una cantidad definida de liquido durante el movimiento del pistón o émbolo a través de la distancia de carrera.
Tipos de omas alternativas

El flujo de descarga de las bombas centrífugas y de la mayor parte de las bombas rotatorias es continuo. )ero en las bombas alternativas el flujo pulsa, dependiendo del carácter de la pulsación del tipo de bomba y de que esta tenga o no una cámara de colc!ón.
Hgual que otras bombas, las bombas alternativas no succionan los líquidos. Geducen solamente la presión en la cámara de succión y la presión e%terna, generalmente la atmosférica, empuja el liquido en la bomba. )ara cualquier bomba con una línea de succión de tama-o dado, la capacidad o velocidad má%ima viene fijada por la columna de succión neta positiva.
E%isten básicamente dos tipos de bombas alternativas( las de acción directa, movidas por vapor y las bombas de potencia.
$omas de acción directa
En este tipo, una varilla com&n de pistón conecta un pistón de vapor y uno de liquido (Fig. 12) o émbolo (Fig. 13). #as bombas de acción directa se construyen, simplex @un pistón de vapor y un pistón de liquido respectivamenteA y duplex @dos pistones de vapor y dos de liquidoA.
>ig. +4
#as bombas de acción directa !orizontales simples y duplex, !an sido por muc!o tiempo muy usadas para diferentes servicios, incluyendo alimentación de calderas en presiones de bajas a medianas, manejo de lodos, bombeo de aceite y agua, etc. <e caracterizan por la facilidad de ajuste de columna, velocidad y capacidad. l igual que todas las bombas alternativas, las unidades de acción directa tienen un flujo de descarga pulsante.
$omas de potencia
Estas (Fig. 14 17) tienen un cige-al movido por una fuente e%terna @generalmente un motor eléctricoA, banda o cadena. >recuentemente se usan engranajes entre el motor y el cige-al para reducir la velocidad de salida del elemento motor.
El e%tremo liquido que puede ser del tipo de pistón o émbolo desarrollara una presión elevada cuando se cierra la válvula de descarga. )or esta razón es com&n el proporcionar una válvula de alivio para descarga, con objeto de proteger la bomba y su tubería. #as bombas de acción directa se detienen cuando la fuerza total en el pistón del agua iguala a la del pistón de vapor" las bombas de potencia desarrollan una presión muy elevada antes de detenerse. Esta es varias veces la presión de descarga normal de las bombas de potencia.
#as bombas de potencia se encuentran particularmente bien adaptadas para servicios de alta presión y tienen algunos usos en la alimentación de calderas, bombeo en líneas de tuberías, procesos de obtención de petróleos y aplicaciones similares.
#as bombas de potencia en los primeros dise-os eran generalmente movidas por vapor. En el presente, sin embargo, es mas com&n el movimiento por motor eléctrico o de combustión interna debido a que este arreglo da una instalación mas económica compacta y requiere menos mantenimiento. #as bombas de potencias del tipo émbolo de alta presión pueden ser !orizontales o verticales (Fig. 15 y 17).
)ara ver los gráficos seleccione la opción KescargarK del men& superior
$omas de potencia de a(a capacidad
Estas unidades se conocen también como bombas de capacidad variable, volumen controlado y de proporción. <u uso principal es para controlar el flujo de peque-as cantidades de liquido para alimentar

calderas, equipos de procesos y unidades similares. $omo tales ocupan un lugar muy importante en muc!as operaciones industriales en todo tipo de plantas.
>ig. +3
#a capacidad de estas bombas puede variarse cambiando la longitud de la carrera. #a unidad en la !igur 18 usa un diafragma para bombear el liquido que se maneja, pero el diafragma esta accionado por un émbolo que desplaza aceite dentro de la cámara de la bomba. $ambiando la longitud de la carrera del émbolo se varia el desplazamiento del diafragma.
$omas de dia&ra"ma
#a bomba combinada de diafragma y pistón (Fig. 18) generalmente se usa solo para capacidades peque-as. Un diafragma de material fle%ible no metálico puede soportar mejor la acción corrosiva o erosiva que las partes metálicas de algunas bombas alternativas. #as bombas de diafragma (Fig. 19 y
20) se usan para gastos elevados de líquidos, ya sea claros o conteniendo sólidos. Bambién son apropiados para pulpas gruesas, drenajes, lodos, soluciones ácidas y alcalinas, así como mezclas de agua con sólidos que pueden ocasionar erosión. #a bomba de rocío de diafragma de alta velocidad y peque-o desplazamiento (Fig. 21) esta provista de una succión del tipo discoidal y válvulas de descarga. ?a sido dise-ada para manejar productos químicos.
>ig. 4 >ig. 4+
Otros dise1os
E%isten también un gran numero de otros tipos de bombas alternativas, dise-adas para servicios especializados. Muc!as se usan en sistemas !idráulicos industriales, de lubricación, de manejo de químicos, y similares.
%ESCR#PC#,+ %E $OM$!S %E %ESP-!.!M#E+TO +O POS#T#'O
$omas centr&u"as
#as industrias químicas son usuarios principales de bombas de todos los tipos, pero en particular de las centrífugas.
#as bombas centrífugas, también denominadas rotativas, tienen un motor de paletas giratorio sumergido en el liquido. El liquido entra en la bomba cerca del eje del motor, y las paletas lo arrastran !acia sus e%tremos a alta presión. El motor también proporciona al liquido una velocidad relativamente alta, que puede transformarse en presión en una parte estacionaria de la bomba, conocida como difusor. En bombas de alta presión pueden emplearse varios motores en serie, y los difusores posteriores a cada motor pueden contener aletas de guía para reducir poco a poco la velocidad del liquido. En las bombas de baja presión, el difusor suele ser un canal en espiral cuya superficie transversal aumente de forma gradual para reducir la velocidad. El motor debe ser cebado antes de empezar a funcionar, es decir, debe estar rodeado de liquido cuando se arranca la bomba.

#a gran !olgura ofrecida en este tipo de bombas al paso de los fluidos, !ace que estas resulten adecuadas para la manipulación de fluidos que lleven en suspensión partículas sólidas, y además permiten el estrangulado o aun el cierre temporal de la válvula de la tubería de descarga @de impulsiónA. En este caso e%tremo, el fluido simplemente gira en el interior de la caja y absorbe la energía cedida por el motor. #a absorción total de la energía eleva rápidamente la temperatura del fluido y la de la bomba lo suficiente para poder causar el desajuste de las partes móviles en poco tiempo. En general las bombas centrífugas son mas fáciles de construir que las bombas alternativa de desplazamiento positivo, o las rotatorias. #a bomba centrífuga resulta especialmente mas apta para la manipulación de líquidos viscosos que la bomba alternativa, aunque es menos adecuada que la bomba rotatoria.
#as ventajas primordiales de una bomba centrífuga son la simplicidad, el bajo costo inicial, el flujo uniforme @ sin pulsacionesA, el peque-o espacio necesario para su instalación, los costos bajos de mantenimiento, el funcionamiento silencioso y su capacidad de adaptación para su uso con impulsos por motor o turbina. demás tiene gran capacidad por el poco rendimiento a bajo flujo, y por eso su empleo esta limitado a las grandes plantas. ;o e%igen gran espacio, y para líquidos no viscosos los rendimientos son comparables a los de otros tipos para mayores capacidades.
Tipos de oma centr&u"as
$omas voluta
(Fig. 22) aquí el impulsor descarga en una caja espiral que se e%pande progresivamente, proporcionada en tal forma que la velocidad del líquido se reduce en forma gradual. )or este medio, parte de la energía de velocidad del liquido se convierte en presión estática.
$omas di&usor
(Fig. 23) los paletas direccionales estacionarios rodean el motor
o impulsor en una bomba del tipo difusor. Esos pasajes con e%pansión gradual cambian la dirección del flujo del liquido y convierten la energía de velocidad a columna de presión.
$omas turina
Bambién se conocen como bombas de vórtice, periféricas y regenerativas" en este tipo se producen remolinos en el liquido por medio de los paletas a velocidades muy altas dentro del canal anular en el que gira el impulsor. El liquido va recibiendo impulsos de energía (Fig. 24). #a bomba del tipo difusor de pozo profundo, se llaman frecuentemente bombas turbinas.
$omas de &lu(o mi0to ) a0ial
#as bombas de flujo mi%to (Fig. 25) desarrollan su columna parcialmente por fuerzas centrífugas y parcialmente por el impulsor de los paletas sobre el liquido. El diámetro de descarga de los impulsores es mayor que el de entrada. #as bombas de flujo a%ial (Fig. 26) desarrollan su columna por la acción de impulso o elevación de las paletas sobre el liquido. El diámetro del impulsor es el mismo en el lado de succión y en el de descarga. Una bomba de impulsor es un tipo de bomba a%ial.
Clasi&icación se"2n aplicación

un cuando no todas las bombas centrífugas están clasificadas por un nombre genérico que designa su aplicación final, un gran numero de ellas incluyen este termino relacionado con su servicio. sí, las bombas centrífugas pueden llamarse de alimentación de calde6ra, de propósito general, de sumidero, pozo profundo, de refinería, de circulación, etc. En general, cada una tiene características especificas de dise-o, así como los materiales que el constructor recomienda para el servicio particular.
?ay aun otra subdivisión basada en las características estructurales y generales" tales como unidades !orizontales y verticales, dise-os de acoplamiento directo, impulsores de succión simple y doble, carcasas divididas !orizontalmente, etc.
%ise1os normales tpicos de omas
=ombas de propósito general( estas (Fig. 27) están construidas generalmente para manejar líquidos frescos y limpios a temperaturas ambiente o moderadas. /eneralmente de un solo paso, estas unidades pueden ser de carcasa divida y aditamentos normales" igualmente buenas para un gran numero de servicios. lgunas son de varios impulsores, mientras que otras manejan líquidos que contienen sólidos en suspensión.
$omas m2ltiples
#as unidades !orizontales de este dise-o (Fig. 28), están construidas con carcasa ya sea del tipo barril o del tipo !orizontalmente dividido. #a carcasa del tipo barril se usa mas com&nmente en dise-os de alta presión con cuatro o mas pasos, mientras que la carcasa dividida se usa para presiones que varían desde bajas !asta moderadamente altas con cualquier numero de pasos.
$omas acopladas directamente
Estas (Fig. 29) combinan la bomba y su motor en una sola unidad, proporcionando una bomba compacta, maciza y eficiente.
$omas inatascales
)ueden o no tener impulsores de paleta, y estas unidades manejan líquidos de drenaje, de proceso en fabricas de papel, líquidos viscosos y otros similares que contengan sólidos.
$omas turinas re"enerativas
Estas tienen limitaciones perfectamente definidas en cuanto a columna y capacidad mas allá de las cuales no puede competir económicamente con la bomba centrífuga usual. <in embargo, dentro de su margen de aplicación tienen ventajas apreciables, incluyendo buenas características de succión, capacidad muy elevada y buena eficiencia.
PRO$-EM!S %E 3U+C#O+!M#E+TO %E -!S $OM$!S
)ara obtener los resultados deseados, las características de las bombas deben ser compatibles con las condiciones reales de funcionamiento. ntes de aplicar una bomba, conviene !acer un análisis de las características del sistema de funcionamiento, en el cual deben tenerse en cuenta los siguientes factores(
+. $apacidad con descripción de las posibles variaciones
4. )resiones má%ima y mínima, pulsaciones y variaciones
7. )lan completo de las condiciones de succión
6. Margen de la temperatura de funcionamiento
2. )ropiedades del liquido( densidad, viscosidad, corrosión, abrasión y comprensibilidad
1. ccionamiento y control
*. $lasificación del servicio en continuo o intermitente
#os caracteres mecánicos de las bombas son impuestos por las condiciones de la operación, como presiones, temperaturas, condiciones de succión y liquido bombeado. #os caracteres !idráulicos son in!erentes a cada tipo de bomba y están influidos por la densidad, viscosidad, tipo de accionamiento y tipo de control.
El dise-o mecánico se basa en la presión que !a de manejarse y es importante la revisión de los valores má%imos, cargas de c!oque y variaciones de presión antes de elegir la bomba. #os materiales utilizados para las partes componentes deben determinarse de acuerdo con las e%igencias de resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y a la erosión o a la combinación de estas. #as velocidades en los pasajes de la bomba son muc!o mas altas que las que se dan en las tuberías y vasijas de presión, con la consecuencia de que los efectos corrosivos o abrasivos del liquido. Es posible que la duración de la bomba sea muy limitada a causa del alto grado de corrosión y erosión, y a veces esta justificado el empleo de materiales resistentes en las zonas criticas. Bambién las temperaturas por encima de +4N $ o por debajo de O+3N $ pueden afectar a la construcción. #as temperaturas elevadas e%igen el enfriamiento por agua de los cojinetes y las cajas de empaquetadura" las bajas temperaturas requieren materiales de resistencia adecuados a la temperatura de funcionamiento.
#a mayor parte de las dificultades en las bombas provienen de las incorrectas condiciones de succión mas que de otra causa. #a perdida de succión, la vaporización, el relleno parcial o la cavitación, llevan consigo una carga normal sobre la bomba y ocasionan alto costo de mantenimiento poca duración y funcionamiento irregular.
#os líquidos limpios fríos y no corrosivos con acción lubricante no presentan problemas. #os líquidos no lubricantes, como el propano, y las mezclas abrasivas, como los catalizadores pulverizados, deben mantenerse fuera del contacto con las empaquetaduras por un liquido aislante inyectado en el anillo de engrase o dentro de un casquillo de inyección para lubricar la empaquetadura y evitar que los sólidos se incrusten en ella.
#a viscosidad del liquido que se bombea afecta igualmente a la potencia requerida y a la velocidad de bombeo. #as bombas de vaivén trabajan muy bien los líquidos viscosos pero pueden ser necesarias válvulas e%tra de succión para reducir las perdidas y la bomba puede funcionar a una velocidad mas baja. #as bombas rotatorias de alta presión no son económicas para líquidos e%tremadamente viscosos. #a capacidad y el dise-o de las bombas centrífugas se basan en una viscosidad igual a la del agua y son muy sensibles al aumento de viscosidad.
#as velocidades relativamente altas conducen a perdidas por turbulencia.
COMPRESORES

Un compresor es una máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores. #a presión del fluido se eleva reduciendo el volumen especifico del mismo durante su paso a través del compresor. $omparados con turbo soplantes y ventiladores centrífugos o de circulación a%ial, en cuanto a la presión de salida, los compresores se clasifican generalmente como maquinas de alta presión, mientras que los ventiladores y soplantes se consideran de baja presión.
#os compresores se emplean para aumentar la presión de una gran variedad de gases y vapores para un gran numero de aplicaciones. Un caso com&n es el compresor de aire, que suministra aire a elevada presión para transporte, pintura a pistola, inflamiento de neumáticos, limpieza, !erramientas neumáticas y perforadoras. 'tro es el compresor de refrigeración, empleado para comprimir el gas del vaporizador. 'tras aplicaciones abarcan procesos químicos, conducción de gases, turbinas de gas y construcción.
Estructura de los compresores
#os elementos principales de esta estructura son( motor, cuerpo, tapas, enfriador y árboles. El cuerpo y las tapas del compresor se enfrían por el agua. #os elementos constructivos tienen ciertas particularidades. )ara disminuir las perdidas de energía de la fricción mecánica de los e%tremos de las placas contra el cuerpo en este se colocan dos anillos de descarga que giran libremente en el cuerpo. la superficie e%terior de estos se envía lubricación. l girar el motor los e%tremos de las placas se apoyan en el anillo de descarga y se deslizan parcialmente por la superficie interior de estos" los anillos de descarga giran simultáneamente en el cuerpo.
l fin de disminuir las fuerzas de fricción en las ranuras las placas se colocan no radicalmente sino desviándolas !acia adelante en dirección de la rotación. El ángulo de desviación constituye * a + grados. En este caso la dirección de la fuerza que act&a sobre las placas por lado del cuerpo y los anillos de descarga se apro%ima a la dirección de desplazamiento de la placa en la ranura y la fuerza de fricción disminuye.
)ara disminuir las fugas de gas a través de los !uelgos a%iales, en el buje del motor se colocan anillos de empacaduras apretados con resortes contra las superficies de las tapas.
)or el lado de salida del árbol a través de la tapa, se !a colocado una junta de prensaestopas con dispositivos tensor de resortes.
Clasi&icación de los compresores
l clasificarse seg&n el indicio constructivo los compresores volumétricos se subdividen en los de émbolo y de motor y los de paletas en centrífugos y a%iales. Es posible la división de los compresores en grupos de acuerdo con el género de gas que se desplaza, del tipo de transmisión y de la destinación del compresor. Estos al igual que las bombas mencionadas anteriormente pueden clasificarse en dos grupos(
+. $ompresores de desplazamiento positivo
4. $ompresores de desplazamiento no positivo
%ESCR#PC#,+ %E COMPRESORES %E %ESP-!.!M#E+TO POS#T#'O
COMPRESORES !-TER+!T#'OS O %E EM$O-O
El compresor de embolo, de vaivén o de movimiento alternativo, es una maquina de desplazamiento positivo que aumenta la presión de un volumen determinado de gas mediante la reducción de su volumen inicial. #a compresión se verifica por el movimiento de vaivén de un embolo encerrado en un cilindro. /eneralmente, el cilindro es de dobla efecto y esta accionado por un mecanismo de biela y manivela. #a compresión tiene lugar en ambos e%tremos del cilindro, el cual suele llevar una camisa de agua para disparar el calor engendrado por la fricción de los anillos del embolo y por la empaquetadura del vástago y parte del calor de compresión. #a salida del vástago en el cilindro se cierra con una empaquetadura sin escapes. <e regula la oportuna salida y entrada del gas en el cilindro mediante

válvulas que se abren seg&n cambia la presión diferencial entre el interior del cilindro y el sistema gaseoso.
El proceso de compresión puede verificarse en una sola etapa termodinámica @compresión de una faseA o dividirse en varias etapas con enfriamiento intermedio del gas @compresión de varias etapas o multigradualA. #a compresión multigradual requiere una maquina mas costosa que la compresión unifase, pero se utiliza con mas frecuencia por varias razones( menor consumo de energía, menor elevación de temperatura del gas dentro del cilindro y menor diámetro del cilindro.
#os compresores que se utilizan mas com&nmente para comprimir gases tienen una cruceta a la que se conectan la biela y la varilla del pistón. Esto proporciona un movimiento en línea recta para la varilla del pistón y permite que se utilice un embalaje simple, en la !igur 30 se muestra una maquina sencilla, de etapa simple, con un pistón de acción doble. <e pueden utilizar pistones de acción simple o doble, dependiendo del tama-o de la maquina y el numero de etapas. En alguna maquinas, se usan pistones de acción doble, en la primera etapa y de acción simple, en las posteriores.
En las maquinas de etapas m&ltiples, !ay enfriadores intermedios entre capa una de estas. Esos intercambiadores de calor eliminan el calor de la compresión del gas y reducen su temperatura a apro%imadamente la que e%iste a la entrada del compresor. Ese enfriamiento reduce el volumen de gas que va a los cilindros a alta presión, !ace disminuir la energía necesaria para la compresión y, a presiones elevadas, mantiene la temperatura dentro de limites de operación seguros.
En la !igur 31 se muestra un e%tremo del compresor de dos etapas.
#os compresores con cilindro !orizontales (Fig. 31) son los que mas se utilizan, por su capacidad de acceso. <in embargo, se construyen también maquinas con cilindros verticales y otras disposiciones, tales como las de ángulo recto @uno !orizontal y el otro verticalA y en ángulo en P. #os compresores alternativos, pueden ser del tipo lubricado o sin lubricar.
-uricación de compresores
)ara la lubricación de los compresores de émbolo se emplean los mismos métodos que para las máquinas de vapor, salvo las altas e%igencias de los aceites de engrase a causa del gran calor radiado por los cilindros de vapor.
)ara el engrase de los cilindros, como para las máquinas de vapor, se emplean bombas de émbolo buzo de funcionamiento obligado por la transmisión.
&n con altas presiones de gas deben procurarse aceites de poca viscosidad. Un aceite viscoso e%ige una potencia innecesariamente grande y !ace que las válvulas tengan más tendencia a pegarse y romperse. )ara muy altas presiones, se emplean, sin embargo, algunas veces los aceites viscosos para mejora la !ermeticidad, aunque la temperatura del gas sea más baja. ser posible se utilizara el aceite para el engrase del cilindro y de la transmisión, pues ello facilita la recuperación y nuevo empleo del aceite.
Tipos de compresores !lternativos o de 4molo
Compresor de émolo oscilante
Este es el tipo de compresor más difundido actualmente. Es apropiado para comprimir a baja, media o alta presión.
)ara 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 peque-o. urante el trabajo de compresión se forma una cantidad de calor, que tiene que ser evacuada por el sistema refrigeración.
Compresor de memrana
Una membrana separa el émbolo de la cámara de trabajo" el aire no entra en contacto con las piezas móviles. )or tanto, en todo caso, el aire comprimido estará e%ento de aceite. Estos, compresores se emplean con preferencia en las industrias alimenticias farmacéuticas y químicas.
Compresor de émolo rotativo
$onsiste en un émbolo que está animado de un movimiento rotatorio. El aire es comprimido por la continua reducción del volumen en un recinto !ermético.
COMPRESORES ROT!TOR#OS
<e denominan compresores rotatorios a aquellos grupos que producen aire comprimido por un sistema rotatorio y continuo, es decir, que empujan el aire desde la aspiración !acia la salida, comprimiéndolo.
<e distinguen los siguientes tipos(
Compresores de tornillo
Esencialmente se componen de un par de motores que tienen lóbulos !elicoidales de engrane constante.
#a compresión por motores paralelos puede producirse también en el sentido a%ial con el uso de lóbulos en espira a la manera de un tornillo sin fin. coplando dos motores de este tipo, uno conve%o y otro cóncavo, y !aciéndolos girar en sentidos opuestos se logra desplazar el gas, paralelamente a los dos ejes, entre los lóbulos y la carcaza.
#as revoluciones sucesivas de los lóbulos reducen progresivamente el volumen de gas atrapado y por consiguiente su presión, el gas así comprimido es forzado a%ialmente por la rotación de los lóbulos !elicoidales !asta +Q descarga.
Compresores de paletas deslizantes
El motor es e%céntrico en relación a la carcasa o el cilindro, y lleva una serie de aletas que se ajustan contra las paredes de la carcasa debido a la fuerza centrífuga.
Este tipo de compresores consiste básicamente de una cavidad cilíndrica dentro de la cual esta ubicado en forma e%céntrica un motor con ranuras profundas, unas paletas rectangulares se deslizan libremente dentro de las ranuras de forma que al girar el motor la fuerza centrifuga empuja las paletas contra la pared del cilindro. El gas al entrar, es atrapado en los espacios que forman las paletas y la pared de la cavidad cilíndrica es comprimida al disminuir el volumen de estos espacios durante la rotación.
Compresores soplantes
<e conocen como compresores de doble motor o de doble impulsor aquellos que trabajan con dos motores acoplados, montados sobre ejes paralelos, para una misma etapa de compresión. Una máquina de este tipo muy difundida es el compresor de lóbulos mayor conocida como KGootsK, de gran ampliación como alimentador de los motores diesel o compresores de gases a presión moderada. #os motores, por lo general, de dos o tres lóbulos están conectados mediante engranajes e%teriores. El gas que entra al soplador queda atrapado entre los lóbulos y la carcaza" con el movimiento de los motores de la máquina, por donde sale, no pudieron regresarse debido al estrec!o juego e%istente entre los lóbulos que se desplazan por el lado interno.
%ESCR#PC#,+ %E COMPRESORES %E %ESP-!.!M#E+TO +O POS#T#'O
COMPRESORES CE+TR53U6OS
El principio de funcionamiento de un compresor centrífugo (Fig. 32) es el mismo que el de una bomba centrífuga, su diferencial principal es que el aire o el gas manejado en un compresor es compresible, mientras que los líquidos con los que trabaja una bomba, son prácticamente incompresibles. #os compresores centrífugos pueden desarrollar una presión en su interior, que depende de la naturaleza y las condiciones del gas que manejan y es virtualmente independiente de la carga del procesamiento. #as condiciones que es preciso tomar en cuenta son(
+. #a presión barométrica mas baja
4. #a presión de admisión mas baja
7. #a temperatura má%ima de admisión
6. #a razón mas alta de calores específicos
2. #a menor densidad relativa
1. El volumen má%imo de admisión
*. #a presión má%ima de descarga
#a mayoría de los compresores centrífugos funcionan a velocidades de 7.2 G)M @revoluciones por minutoA o superiores y uno de los factores limitantes es el de la fatiga del impulsor. #os impulsores de los compresores centrífugos son por lo com&n motores eléctricos o turbinas de vapor o gas, con o sin engranajes de aumento de velocidad.
En un compresor, como en una bomba centrífuga, la carga es independiente del fluido que se maneje.
#os compresores centrífugos constan esencialmente de( caja, volutas, rodetes impulsores, un eje y un sistema de lubricación.
#as volutas convierten la energía cinética del gas desarrollada por los impulsores en energía potencial o presión. #a caja es la cubierta en que van ajustadas las volutas y esta proyectada para la presión a la que se !a de comprimir el gas.
#a caja se construye adaptándola a la aplicación particular y puede ser de !ierro colado, acero estructural o fundición de acero.
#a compresión de un gas en un compresor centrífugo requiere con frecuencia un medio de ocluir el gas para evitar su fuga a la atmósfera o su contaminación. E%isten varios tipos de oclusores(
+. el de cierre mecánico con anillo de carbón
4. el gas inerte
7. el directo de aceite en el cojinete del compresor y los de gasto de aceite
Bodos están dise-ados principalmente como cierre de funcionamiento y no de paro.
+.
7. suministro de aire de combustión a !ornos y calderas,
6. sopladores de altos !ornos, c&pulas y convertidores,
2. transporte de materiales sólidos,
1. procesos de flotación,
3. como eliminadores y para comprimir gases o vapor
Compresor !0ial
El compresor a%ial se desarrollo para utilizarse con turbinas de gas y posee diversas ventajas para servicios en motores de reacción de la aviación. <u aceptación por la industria para instalaciones estacionarias fue lenta" pero se construyeron varias unidades de gran capacidad para altos !ornos, elevadores de la presión de gas y servicios en t&neles aerodinámicos.
En los compresores de este tipo (Fig. 33), la corriente de aire fluye en dirección a%ial, a través de una serie de paletas giratorios de un motor y de los fijos de un estator, que están concéntricos respecto al eje de rotación. diferencia de la turbina, que también emplea los paletas de un motor y los de un estator, el recorrido de la corriente de un compresor a%ial va disminuyendo de área de su sección transversal, en la dirección de la corriente en proporción a la reducción de volumen del aire seg&n progresa la compresión de escalón a escalón.
Una vez suministrado el aire al compresor por el conducto de admisión, pasa la corriente a través de un juego de paletas directores de entrara, que preparan la corriente para el primer escalón de del compresor. l entrar en el grupo de paletas giratorios, la corriente de aire, que tiene una dirección general a%ial se defecta en la dirección de la rotación. Este cambio de dirección de la corriente viene acompa-ado de una disminución de la velocidad, con la consiguiente elevación de presión por efecto de difusión. l pasar la corriente a través del otro grupo de paletas del estator se lo para y endereza, después de lo cual es recogida por el escalón siguiente de paletas rotatorios, donde contin&a el proceso de presurización.
Un compresor a%ial simple puede estar constituido teóricamente por varias etapas seg&n sea necesario, pero esto puede producir que a determinadas velocidades las ultimas etapas funcionen con bajo rendimiento y las primeras etapas trabajen sobrecargadas. Esto puede ser corregido ya sea con e%tracción de aire entre etapas o se puede conseguir muc!a mayor fle%ibilidad y rendimiento partiendo el compresor en dos sistemas rotatorios completamente independientes mecánicamente, cada uno arrastrado por su propia turbina. El compresor de alta tiene paletas más cortos que el de baja y es mas ligero de peso. )uesto que el trabajo de compresión de compresor de alta trabaja a mayor temperatura que el de baja se podrán conseguir velocidades mas altas antes de que las puntas de los paletas alcancen su n&mero de Mac! límite, ya que la velocidad del sonido aumento a mayor temperatura. )or consiguiente el compresor de alta podrá rodar a mayor velocidad que el de baja.
El aire al salir del compresor pasa a través de un difusor que lo prepara para entrar a la cámara de combustión.
'E+T!7!S 8 %ES'E+T!7!S %E -OS COMPRESORES
Compresores !lternativos
El uso de lubricantes en los compresores alternativos el causante de sus principales ventajas y desventajas.

Un compresor lubricado durara mas que uno que no lo esta. ?ay que tener cuidado de no lubricar en e%ceso, porque la carbonización del aceite en las válvulas puede ocasionar ad!erencias y sobrecalentamiento. demás, los tubos de descarga saturados con aceite son un riesgo potencial de incendio, por lo que se debe colocar corriente abajo un separador para eliminar el aceite. #os problemas mas grandes en los compresores con cilindro lubricado son la suciedad y la !umedad, pues destruyen la película de aceite dentro del cilindro.
En los compresores sin lubricación la suciedad suele ser el problemas mas serio, y !ay otros problemas que puede ocasionar el gas en si. )or ejemplo, un gas absolutamente seco puede ocasionar un severo desgaste de los anillos.
Compresores Rotatorios
El dise-o de anillo de agua tiene la ventaja de que el gas no !ace contacto con las partes rotatorias metálicas. #os aspectos críticos son la presión de vapor del gas de entrada, comparada con la presión de vapor del liquido que forma el anillo de agua y el aumento de temperatura en el mismo. #a presión de vapor del fluido para sellos debe ser muy inferior al punto de ebullición, porque de otra forma se evaporara el anillo de agua, ocasionara perdida de capacidad y quizás serios da-os por sobrecalentamiento.
Compresores Centr&u"os
Pentajas(
+. En el intervalo de 4. a 4. ft7Fmin., y seg&n sea la relación de presión, este compresor es económico porque se puede instalar en una sola unidad.
4. 'frece una variación bastante amplia en el flujo con un cambio peque-o en la carga.
7. #a ausencia de piezas rozantes en la corriente de compresión permite trabajar un largo tiempo entre intervalos de mantenimiento, siempre y cuando los sistemas au%iliares de aceites lubricantes y aceites de sellos estén correctos.
6. <e pueden obtener grandes vol&menes en un lugar de tama-o peque-o. Esto puede ser una ventaja cuando el terreno es muy costoso.
2. <u característica es un flujo suave y libre de pulsaciones.
esventajas(
+. #os compresores centrífugos son sensibles al peso molecular del gas que se comprime. #os cambios imprevistos en el peso molecular pueden !acer que las presiones de descarga sean muy altas o muy bajas.
4. <e necesitan velocidades muy altas en las puntas para producir la presión. $on la tendencia a reducir el tama-o y a aumentar el flujo, !ay que tener muc!o mas cuidado al balancear los motores y con los materiales empleados en componentes sometidos a grandes esfuerzos.
7. Un aumento peque-o en la caída de presión en el sistema de proceso puede ocasionar reducciones muy grandes en el volumen del compresor.
6. <e requiere un complicado sistema para aceite lubricante y aceite para sellos.
Compresores !0iales

Turbocompresores y compresores 9: #ntroducción
El presenta trabajo tiene como objetivo principal tratar sobre la información básica que de la asignatura Máquinas Bérmicas e ?idráulicas requiere como objetivo principal de este tema.
#a investigación fue bibliográfica a&n cuando el material !a sido de difícil obtención, sin embargo se !an tratado de abarcar los aspectos más resaltantes referentes al uso e importancia que tiene el turbocompresor en el proceso de admisión de los motores de combustión interna.
El trabajo está estructurado de manera tal que los temas y las figuras ane%adas den una visión mayor del tema tratado
Burbo alimentación
)ara llevar a cabo la combustión completa de los !idrocarburos del combustible, es necesario aportar la cantidad suficiente de o%ígeno, el cual no está en cantidad mayoritaria en el aire.
$uanto más aire y combustible seamos capaces de introducir en los cilindros del motor , mayor será la potencia que se podrá obtener, pero mayor será la masa de aire necesaria para quemarlo" de esta necesidad surge la idea de los motores sobrealimentados. #a carga fresca entra al cilindro a una presión muc!ísimo mayor a la presión de entrada del compresor, y por tanto la temperatura de entrada será igualmente alta.
#a sobrealimentación consiste en establecer a la entrada de los cilindros del motor una atmósfera de aire con una densidad superior a la normal de forma que para un mismo volumen de aire, la masa de ese aire es mayor" para ello se utilizan una serie de accesorios que serán diferentes seg&n el tipo de sobrealimentador que se utilice.
El turbocompresor o turboalimentador es básicamente un compresor accionado por los gases de escape, cuya misión fundamental es presionar el aire de admisión, para de este modo incrementar la cantidad que entra en los cilindros del motor en la carrera de admisión, permitiendo que se queme eficazmente

más cantidad de combustible. e este modo, el par motor y la potencia final pueden incrementarse !asta un 72, gracias a la acción del turbocompresor.
Este dispositivo !a sido proyectado para aumentar la eficiencia total del motor. #a energía para el accionamiento del turbocompresor se e%trae de la energía desperdiciada en el gas de escape del motor, está compuesto de una rueda de turbina y eje, una rueda de compresor, un alojamiento central que sirve para sostener el conjunto rotatorio, cojinetes, un alojamiento de turbina y un alojamiento de compresor.
#a rueda de turbina está situada en el alojamiento de turbina y está montada en un e%tremo del eje de turbina. #a rueda del compresor está situada en el alojamiento dcl compresor y está montada en el e%tremo opuesto del eje de la rueda de turbina para formar un conjunto integral rotatorio.
El conjunto rotatorio se compone de una rueda de turbina y eje formando conjunto, un aro de pistón, un espaciador de empuje, rueda de compresor y tuerca de retención de rueda. El conjunto rotatorio se apoya sobre dos cojinetes lubricados a presión mantenidos en el alojamiento central por aros de resorte. $onductos internos de aceite están perforados en el alojamiento central para proveer lubricación a los cojinetes de eje de rueda de turbina, la arandela de empuje, collarín de empuje y espaciador de empuje.
El alojamiento de la turbina es una pieza de fundición de aleación resistente al calor que aloja la rueda de turbina y proporciona una entrada embridada de gas de escape del motor y una salida a%ialmente situada de gas de escape del turbocompresor. El alojamiento de turbina está empernado al e%tremo de turbina del alojamiento central, proporcionando así un conjunto compacto y libre de vibraciones.
El alojamiento de compresor que aloja la rueda de compresor provee una entrada de aire de ambiente y una salida de descarga de aire comprimido. El alojamiento de compresor está sujeto por abrazaderas al e%tremo de compresor del alojamiento central.
<eg&n el método empleado para conseguir esta densidad superior a la normal @comprimir el aireA podemos distinguir(
$ompresores Polumétricos( utilizan parte del par transmitido por el motor.
Burbocompresores y <istema $ompre%( en ambos sistemas se aprovec!a la energía de los gases de escape.
#os compresores volumétricos funcionan acoplados directamente al cige-al del motor, que transmite el giro a alguna parte del compresor volumétrico@seg&n del tipo que se trateA que a su vez introduce el aire a alta presión en los cilindros del motor. #a ventaja fundamental sobre los turbocompresores es que los efectos de los compresores volumétricos se aprecian incluso a regímenes bajos del motor. <u desventaja es que roban parte de la potencia del motor para poder funcionar aunque luego la devuelven con creces. lgunas de las marcas comerciales de compresores desarrollados son(
$onstitución del turbocompresor
El turbocompresor está compuesto de tres secciones( la carcasa central, la turbina y el compresor.
#a carcasa central contiene dos cojinetes planos, juntas de tipo segmento y un manguito de separación. )osee también conductos para el suministro y vaciado del aceite que entra y sale de la carcasa.
#a rueda de la turbina gira dentro de su carcasa y es solidaria con el eje central, que gira apoyado en unos cojinetes lisos, acoplados en el interior de la carcasa central. #a rueda del compresor, que se monta en el otro e%tremo del eje, forma con la de la turbina un conjunto de rotación simultánea.

Un turbocompresor puede girar a velocidades de +4. G)M. En algunas unidades de alto rendimiento.
>uncionamiento del turbocompresor
En términos generales e%isten dos tipos de turbocompresor( el de impulso y el de presión constante. $ada uno tiene sus propias características de funcionamiento y, sin embargo, ambos act&an de la misma forma básica.
El turbocompresor está montado en la brida de salida de escape del colector de escape del motor. Una vez puesto en marc!a el motor, los gases de escape de motor que pasan a través del alojamiento de turbina !acen que giren la rueda de turbina y el eje, los gases se descargan a la atmósfera después de pasar por el alojamiento de turbina.
#a rueda del compresor, que está montada en el e%tremo opuesto del eje de la rueda de turbina, gira con la rueda de turbina. #a rueda de compresor aspira el aire de ambiente al alojamiento de compresor, comprime el aire y lo manda al soplador del motor.

aumenta el flujo de los gases de escape y la velocidad y el rendimiento del conjunto rotatorio aumentan proporcionalmente mandando mas aire al soplador del motor.
lgunos motores están dotados de Vnter enfriadores para reducir la temperatura de descarga del aire del turbocompresor antes de su entrada en el soplador
El turbocompresor tipo impulso, necesita un colector de escape especialmente dise-ado para llevar impulsos de escape de alta energía a la turbina del turbocompresor. Este dise-o, con sus bifurcaciones individuales, como se muestra en la figura 6.6, evita la interferencia entre las descargas de gas de escape procedentes de los distintos cilindros del motor, produciéndose de este modo una corriente de impulso de alta velocidad, que no se consigue con otros dise-os.
En algunas aplicaciones, la carcasa de la turbina se divide en dos zonas @impulso divididoA, consiguiéndose con ello una mejor ayuda para cebar el conjunto de rotación, al inicio de ésta. El dise-o presenta dos cámaras en espiral, en vez de una. El término Kcámara en espiralK viene dado por la forma en espiral de la carcasa de !i turbina, la cual disminuye en volumen !acia el centro, como la conc!a de un caracol.
$ada cámara recibe la mitad de la corriente de escape del motor, por ejemplo, en un motor de cuatro cilindros, los dos delanteros vierten el gas de escape en la cámara primera, mientras que los otros dos lo !acen en la segunda.
$on el tipo de turbocompresor de presión constante, el gas de escape de todos los cilindros fluye al interior de un colector com&n, donde desaparecen los impulsos, dando lugar a una entrada del gas en la turbina a una presión constante.
En ambos tipos de turbocompresor, el gas de escape entra en la turbina formando un anillo en espiral @toroideA, lo que produce una aceleración radial a una presión reducida y velocidad incrementada sobre las paletas de la turbina, las cuales están especialmente dise-adas, de tal forma que se aprovec!e la fuerza del gas para la impulsión de la turbina, su eje y la rueda del compresor unida a él.
El conjunto del compresor es de dise-o y construcción similar, tanto en el turbocompresor de impulso, como en el de presión constante.
El compresor consta de una rueda y una carcasa, que lleva incorporada una &nica espiral o difusor. El aire entra en la cámara del compresor @aspirado por el giro del mismoA entre las paletas de la rueda, y es e%pulsado por efecto de la fuerza centrífuga, al interior de la espiral durante la rotación de la rueda. En este momento la velocidad del aire disminuye y se produce el correspondiente incremento de la presión. medida que el aire asciende alrededor de la espiral, se va reduciendo su velocidad y la presión aumenta en función del diámetro de la sección transversal de la cámara.
En resumen, el turbocompresor tipo impulso presenta una rápida e%citación del conjunto giratorio, debido a la rápida sucesión de impulsos de gas de escape sobre el conjunto de la turbina. <e usa principalmente en aplicaciones automotrices, cuando es importante la respuesta en aceleración.
#os turbocompresores de presión constante son utilizados principalmente en grandes motores iesel, en máquinas e%cavadoras y en aplicaciones marinas, donde la respuesta de aceleración no es tan crítica. )ara motores alimentados con carburador, seg&n donde se coloque el sistema de sobrealimentación se pueden distinguir dos casos(
$olocación del turbocompresor. )ara motores alimentados con carburador, seg&n donde se coloque el sistema de sobrealimentación se

pueden distinguir dos casos( $arburador soplado( el carburador se sit&a entre el compresor y el colector de admisión. e esta forma el aire que entra en el compresor es aire limpio directamente del e%terior. $arburador aspirado( el carburador se monta antes del compresor por lo que en este caso lo que se comprime es una mezcla de aire y gasolina.
Este &ltimo sistema fue el más utilizado en las primeras aplicaciones de la sobrealimentación, por su sencillez y porque proporcionaba una mezcla de aire8 gasolina de temperatura más baja que el sistema soplado.
<in embargo acualmente se utiliza más el sistema de carburador soplado ya que este sistema permite la utilización de un intercambiador de calor o intercooler. )ara motores diesel o motores de gasolina alimentados por inyección esta clasificación no tiene sentido ya que los inyectores de combustible se colocan siempre despues del sistema de sobrealimentación
;: Sistema intercooler
El sistema intercooler consiste en un intercambiador de calor en el que se introduce el aire que sale del turbocompresor para enfriarlo antes de introducirlo en los cilindros del motor.
l enfriar el aire disminuye la densidad de éste por lo que para el mismo volumen de los cilindros se puede introducir mayor masa de aire y así mejorar el rendimiento del motor.
Pentajas de la turboalimentación
ado que el turbocompresor es activado por la energía del gas de escape, que en su vertido al e%terior es desperdiciada, un motor turboalimentado ofrece muc!as ventajas sobre los del tipo convencional. e entre ellas podemos destacar(
Hncremento de la relación potencia8peso
Un turbocompresor puede incrementar la potencia y el par motor de un iesel en un 72 por encima de la versión convencional. e esta manera, un motor turboalimentado de cuatro o seis cilindros, de menor tama-o, puede realizar el trabajo de otro mayor, como un P3 de tipo $onvencional.
Geducción del ruido del motor
#a carcasa de la turbina act&a como un conjunto de absorción del ruido de los gases de escape del motor. el mismo modo, la sección del compresor reduce el ruido de admisión producido por los impulsos en el colector de admisión. $omo resultado de todo ello, un motor turboalimentado es, normalmente, más silencioso que otro convencional, aunque generalmente se percibe un silbido característico cuando el motor está bajo carga o acelerando.
Economía de combustible
Un motor turboalimentado tiene un rendimiento volumétrico más alto que el convencional, con el que se logra una combustión más completa, que da como resultado un consumo mas bajo de combustible.
Geducción de !umos

#os turbocompresores suministran al motor una cantidad suplementaria de aire en el funcionamiento a media y alta velocidad, que da lugar a una fase de combustión muc!o más eficaz y limpia, lo que reduce considerablemente la producción de !umos.
Hnconvenientes( )otencias reducidas a bajas revoluciones. $uando se lleva poco pisado el acelerador y por lo tanto un régimen de vueltas bajo, los gases de escape se reducen considerablemente y esto provoca que el turbo apenas trabaje. #a respuesta del motor entonces es poco brillante salvo que se utilice una marc!a convenientemente corta que aumente el régimen de giro. El mantenimiento del turbo es más e%igente que el de un motor atmosférico. #os motores turbo requieren un aceite de mayor calidad y cambios de aceite más frecuentes, ya que éste se encuentra sometido a condiciones de trabajo más duras al tener que lubricar los cojinetes de la turbina y del compresor frecuentemente a muy altas temperaturas. #os motores turboalimentados requieren mejores materiales y sistemas de lubricación y refrigeración más eficientes.
<: El turo del &uturo:
Una de las mejoras más necesarias en los motores turboalimentados tiene que ver con su prestación a bajo régimen. vances en este apartado implican una mejora en la prestación de la turbina, junto a mayores flujos y rendimientos del compresor.
)ara conseguir esto una de las &ltimas técnicas empleadas es la utilización de turbinas de admisión variable. $on esta técnica se mejoran tanto los valores má%imos de par y potencia como la respuesta a cualquier régimen.
El peso es otro aspecto a mejorar. En sus &ltimos modelos, /arrett @fabricante de turbocompresoresA !a llegado a reducir el peso en más del 2 de los * Wg. del modelo B7 a los 7 Wg. del /B+4.
En los turbo para motores de gasolina otra necesidad es el aumento de la fiabilidad a alta temperatura. plena carga se pueden pasar de + N$ en la turbina y el material más !abitual , denominado inconel, sufre cambios en su estructura a partir de esos grados. En el futuro se usará acero austenítico ino%idable para el envolvente, costoso en la actualidad, pero garantizado por su uso en competición.
Una de las mejoras más necesarias en los motores turboalimentados tiene que ver con su prestación a bajo régimen. vances en este apartado implican una mejora en la prestación de la turbina, junto a mayores flujos y rendimientos del compresor.
)ara conseguir esto una de las &ltimas técnicas empleadas es la utilización de turbinas de admisión variable. $on esta técnica se mejoran tanto los valores má%imos de par y potencia como la respuesta a cualquier régimen.
El peso es otro aspecto a mejorar. En sus &ltimos modelos, /arrett @fabricante de turbocompresoresA !a llegado a reducir el peso en más del 2 de los * Wg. del modelo B7 a los 7 Wg. del /B+4.
En los turbo para motores de gasolina otra necesidad es el aumento de la fiabilidad a alta temperatura. plena carga se pueden pasar de + N$ en la turbina y el material más !abitual, denominado inconel, sufre cambios en su estructura a partir de esos grados. En el futuro se usará acero austenítico ino%idable para el envolvente, costoso en la actualidad, pero garantizado por su uso en competición.
$ompresor compre%

El compresor tipo $ompre% utiliza la energía transmitida, por contacto directo, entre los gases de escape y los de admisión, mediante las ondas de presión y depresión generadas en los procesos de admisión y escape. El $ompre% resulta de un tama-o bastante grande, y es accionado por el cige-al a través de una correa. )or ambas razones las posibilidades para elegir ubicación son muy reducidas.
a.8$ámara de gases.
d.8$olector de admisión.
+.8Mezcla de admisión.
4.8Mezcla de presión.
6.8 Escape.
El sistema $ompre%, al igual que los sistemas turbo, aprovec!a la energía de los gases de escape. <u principal ventaja es que responde con mayor rapidez a los cambios de carga del motor, por lo que éste tendrá un comportamiento más alegre. #os principales inconvenientes que presenta este sistema son(
• Precios dos o tres veces mayores que los de un turbocompresor equivalente.
• Presencia de un silbido agudo durante las aceleraciones.
• Altas temperaturas de los gases de admisin! al "aber estado en contacto las paredes con los gases del escape.
Burbocompresores de tipo a%ial:
#os turbocompresores a%iales funcionan como los ventiladores del mismo tipo, pero normalmente están construidos de varias etapas. $ada corona de álabes fijos juega el papel de difusor para el rotor precedente y de distribuidor para el siguiente. <u constitución general nos recuerda la turbina a reacción.
El porcentaje de compresión por etapa es sensiblemente más bajo que el correspondiente a un compresor centrífugo. $on una velocidad circunferencial de 4 a 42 mFs se puede obtener, para el aire, una relación de compresión de +,3 por rotor, apro%imadamente.
#a corrección del perfil de los álabes es de la má%ima importancia" dic!o perfil debe estudiarse de acuerdo con las leyes de la mecánica de los fluidos. En efecto, la fuerza centrifuga no permite, como en el caso de compresores centrífugos, la ad!erencia del fluido con la pared del álabe" una desviación mínima de la inclinación de esta &ltima da lugar a la formación de torbellinos, al despegue de la vena aeráulica y al descebado del compresor. ' sea, el rendimiento óptimo corresponde a un margen de variación del caudal muy estrec!o y como por otro lado, la curva característica de presión8caudal presenta una pendiente muy pronunciada, los compresores a%iales sólo son indicados para aquellas aplicaciones en que, para una velocidad constante, el caudal esté bien determinado.

;o obstante, ciertos compresores a%iales están dotados de un dispositivo de regulación de la orientación de los álabes, sea con turbocompresor parado, o bien con la máquina en funcionamiento, lo cual permite adaptarlos a las condiciones de utilización.
El trayecto recorrido por el fluido es muc!o más directo que en el caso de compresores centrífugos, lo que permite una construcción con dimensiones más reducidas y de menor peso" en régimen normal puede obtenerse un incremento sensible del rendimiento óptimo el rendimiento adiabático puede llegar !asta el 32.
#os compresores a%iales se utilizan en el ciclo de las turbinas de gas y de los turborreactores de avión, su empleo. <u empleo característico es el de turbocompresores no refrigerados, para grandes caudales @7 a 7 m7Fmin.A y débiles presiones @4 ó 7 WgFcm4 efectivosA para la inyección de aire en altos !ornos. simismo, se construyen compresores mi%tos, en los cuales las primeras etapas son del tipo a%ial y las restantes del tipo centrifugo.
=: Ciclos ideales ) sus procesos
pesar de que el motor de combustión no funciona de acuerdo con un ciclo termodinámico el concepto del ciclo sigue siendo un e%pediente muy &til para mostrar los efectos de los cambios en las condiciones de operación, para indicar el rendimiento má%imo y para comparar un tipo de motor de combustión con uno respecto a otro.
$uando en un ciclo !ipotético se presupone que el fluido motor es aire solamente, se le conoce como un ciclo de aire normal. <e considera, que el calor es suministrado directamente al ciclo o rec!azado por él se ignoran las pérdidas de calor, en tanto que el poder calorífico del aire, se estima como constante.
El ciclo 'tto. <e puede trazar un ciclo !ipotético para el motor 'tto @así como para el motor com&n E$ dieselA, a partir de un diagrama )P. #os procesos de compresión y dilatación vienen a ser idealmente, procesos isoentrópicos. #a combustión y la KfugaK del escape que se verifican casi a volumen constante en el motor, a!ora, para el ciclo propuesto se consideran como procesos a volumen específico constante. En los diagramas )P y B<, se observan los mismos procesos que son(
ab( compresión isoentrópica
cd( dilatación isoentrópica
)ara este ciclo, por unidad de peso de aire se tiene(
>!rev? cp@TcATB
>Rrev? cv@TaATdB
$omo las relaciones de compresión y de e%pansión son iguales(
En este caso, rv, es la relación de e%pansión o dilatación del ciclo. @una relación de vol&menesA(
)ero esto &ltimo también es la relación de compresión puesta que el émbolo volverá a recorrer sus mismos pasos al completar d ciclo.
El valor de 0 no es constante, dado que disminuye con la temperatura, tanto para los gases reales como para los perfectos, se obtendrán varios valores del rendimiento térmico para cada valor de rv. Más a&n, se podrá seleccionar para el ciclo un fluido con un valor 0 mayor que el del aire.
El ciclo iesel. Es posible trazar un ciclo teórico para el motor iesel, a partir del diagrama )P. En el ido ideal, los procesos de compresión y dilatación vienen a ser procesos isoentrópicos" el periodo de combustión se toma como proceso presión constante" la salida de los gases de escape se !ace como proceso a volumen específico constante. En la figura se muestran los diagramas )P y B< para este ciclo idealizado(
ab( compresi

Un Compresor Es Una Máquina de Fluido Que Está Construida Para Aumentar La Presión y Desplazar...

Documents

Transcript of Un Compresor Es Una Máquina de Fluido Que Está Construida Para Aumentar La Presión y Desplazar...