INTEGRANTES DEL EQUPO:  GONZALEZ CHAVEZ FERNANDO ABRAHAM  CASTILLO SANTIAGO IRVING FRANCISCO  MILAN PEREZ ANTONIO  GARCES MENDOZA CLAUDIO ALEJANDRO  DEL CALLEJO CRUZ LUIS ENRIQUE  VILLEGAS ALEMAN MARCIAL  ZAMARRIPA CASTELLANOS RENE YASHIN  SANTOS ALEJANDRE RAFAEL MATERIA: EQUIPOS TERMICOS II DOCENTE: ING. GUADALUPE DIANTES JEREZ COMPRESORES

INTRODUCCION 2 Un compresor es una máquina que admite un gas, lo comprime y lo descarga a una mayor presión. Los compresores tienen muchas aplicaciones industriales. Por ejemplo, son utilizados en sistemas de refrigeración, aires acondicionados, en la presurización de gases durante la fabricación de plásticos, polímeros y otros químicos. Pero el uso más importante de los compresores es el de la producción de aire comprimido, prácticamente toda planta moderna, sitio de construcción o taller está equipado con un suministro deaire comprimido. Esta fuente de energía instantánea, segura y flexible puede ser usada para operar todo tipo de herramientas neumáticas, suministrar refrigeración, operar maquinaria y controlar procesos de fabricación de diversos tipos

CLASIFICACION 3

4

5 COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Compresor de pistón En este tipo de compresores, el aire es aspirado al interior de un cilindro, por la acción de un pistón accionado por una biela y un cigüeñal. Ese mismo pistón, al realizar el movimiento contrario, comprime el aire en el interior del mencionado cilindro, liberándolo a la red o a la siguiente etapa, una vez alcanzada la presión requerida. Los compresores de pistón pueden ser lubricados o exentos de aceite. En el caso de los compresores exentos, la cámara de aspiración y compresión queda aislada de cualquier contacto con el lubricante del compresor, trabajando en seco y evitando que el aire comprimido se contamine con los lubricantes del equipo.

6 COMPRESOR DE TORNILLO La tecnología de los compresores de tornillo se basa en el desplazamiento del aire, a través de las cámaras que se crean con el giro simultáneo y en sentido contrario, de dos tornillos, uno macho y otro hembra. Como se puede ver en el esquema, el aire llena los espacios creados entre ambos tornillos, aumentando la presión según se va reduciendo el volumen en las citadas cámaras. El sentido del desplazamiento del aire es lineal, desde el lado de aspiración hasta el lado de presión, donde se encuentra la tobera de salida

7 COMPRESOR DE PALETAS Otro diseño dentro de los compresores de desplazamiento positivo, es el de los equipos que usan un rotor de paletas. El sistema consiste en la instalación de un rotor de paletas flotantes en el interior de una carcasa, situándolo de forma excéntrica a la misma.

8 COMPRESOR DE LÓBULOS O ÉMBOLOS ROTATIVOS Otro compresor de desplazamiento positivo es el que usa unos rotores de lóbulos o émbolos rotativos. El principio de funcionamiento está basado en el giro de dos rotores de lóbulos en el interior de la carcasa. Como se puede ver en la ilustración superior, los rotores giran de forma sincronizada y en sentido contrario, formando entre ellos unas cámaras en las que entra el aire. En este caso, los lóbulos se limitan a desplazar el aire, consiguiendo aumentar la presión en función de la contrapresión con la que se encuentran en la salida del equipo. Esta contrapresión viene dada por las pérdidas por rozamiento y las necesidades de presión del sistema con el que trabaja. Estos compresores son muy usados como soplantes, es decir, compresores de baja presión.

9 COMPRESORES SCROLL Otra tecnología dentro del grupo de desplazamiento positivo, es la de los compresores tipo scroll. No son equipos muy conocidos, pero tienen una aplicación típica en las aplicaciones exentas de aceite. Estos compresores tienen un desplazamiento que se denomina orbital. La compresión se realiza por reducción de volumen. El conjunto compresor está formado por dos rotores con forma espiral. Uno de ellos es fijo en la carcasa y el otro es móvil, accionado por el motor. Están montados con un desfase de 180º, lo que permite que en su movimiento se creen cámaras de aire cada vez más pequeñas

10 BOMBAS DE VACÍO Las bombas de vacío son también equipos de desplazamiento positivo. Muchos de sus diseños son usados indistintamente como compresores o como bombas de vacío. Existen bombas de vacío de pistón, tornillo, paletas o lóbulos El funcionamiento de todas ellas es similar al de su compresor homólogo, pero con la característica de que están pensadas para aspirar del interior de un recipiente o red y no para comprimir el aire o gas que aspiran

11 COMPRESORES DINÁMICOS COMPRESORES CENTRÍFUGOS RADIALES A este grupo pertenecen los compresores centrífugos tradicionales. En estos equipos, el aire entra directamente en la zona central del rotor, guiado por la campana de aspiración. El rotor, girando a gran velocidad, lanza el aire sobre un difusor situado a su espalda y es guiado al cuerpo de impulsión. En estos compresores, el aire entra directamente por la campana de aspiración (1) hacia el rotor (2) y difusor (3), saliendo a la siguiente etapa o a la red por la voluta (4).

12 COMPRESORES CENTRÍFUGOS AXIALES Estos equipos son menos comunes en la industria. Se diferencian de los anteriores en que el aire circula en paralelo al eje. Los compresores axiales están formados por varios discos llamados rotores. Entre cada rotor, se instala otro disco denominado estator, donde el aire acelerado por el rotor, incrementa su presión antes de entrar en el disco siguiente. En la aspiración de algunos compresores, se instalan unos álabes guía, que permiten orientar la corriente de aire para que entre con el ángulo adecuado.

13 El compresor reciprocante, también denominado recíproco, alternativo o de desplazamiento positivo, es un tipo de compresor de gas que logra comprimir un volumen de gas en un cilindro cerrado, volumen que posteriormente es reducido mediante una acción de desplazamiento mecánico del pistón dentro del cilindro. En estos compresores la capacidad se ve afectada por la presión de trabajo. Esto significa que una menor presión de succión implica un menor caudal para una mayor presión de descarga, también se tiene un menor caudal. COMPRESOR RECIPROCANTE

14 ANALISIS DE LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA EN UN COMPRESOR RECIPROCANTE Y CENTRIFUGO Esta ley establece que la energía no se crea ni se destruye durante el proceso, como la compresión y suministro de un gas. En otras palabras, siempre que una cantidad de un tipo de energía desaparece, un total de exactamente equivalente de otros tipos de energía debe ser producido. “El incremento de la energía interna de un sistema termodinamico es igual a la diferencia entre la cantidad de calor transferida a un sistema y el trabajo realizado por el sistema a sus alrededores.”

15 COMPRESIÓN MULTIETÓPICA CON ENFRIAMIENTO INTERMEDIO Para sistemas de compresión de vapor, donde se desea reducir el trabajo de entrada del compresor, se realizan modificaciones que consiste en incluir la compresión multietapa con refrigeración intermedia. En estos ciclos de refrigeración intermedia el sumidero de energía puede ser el mismo refrigerante, ya que en muchos puntos del ciclo, la temperatura del refrigerante es inferior a la temperatura del ambiente. Por tanto, el intercambiador de calor que funciona como refrigerador intermedio, se convierte en un intercambiador regenerativo, ya que el calor se transfiere de forma interna en el sistema. En el ciclo de compresión simple, la compresión y la expansión se producen en un solo salto, (máquinas domésticas y un gran número de equipos de carácter industrial); en estas máquinas las presiones y temperaturas (de condensación y evaporación) no difieren excesivamente. Cuando la diferencia de presiones entre la aspiración y escape (salida) del compresor es muy grande, o lo que es lo mismo, la diferencia entre la temperatura del cambio de estado en el condensador y la reinante en el evaporador, se producen los siguientes fenómenos:

16 EFICIENCIA ISOTÉRMICA DEL COMPRESOR COMPRESOR ISOTERMICO Bajo consumo de potencia El compresor que menos requiere espacio Simple mantenimiento El gas permanece a temperatura constante a través del proceso. La energía interna es removida del sistema en forma de calor a la misma velocidad que es “añadida” por el trabajo mecánico de compresión. La compresión o expansión isotérmica es favorecida por una gran superficie de intercambio de calor, un volumen pequeño de gas, o un lapso de tiempo largo. Con dispositivos reales, la compresión isotérmica generalmente no es posible.

17 La eficiencia isotérmica se define como la relación entre el trabajo necesario para comprimir un gas desde la presión P1 hasta la presión P2 a través de un proceso isotérmico y la energía realmente consumida.

18 EFICIENCIA POLITRÓPICA DE UN COMPRESOR Una transformación politrópica es un cambio de estado en el que varía todas las propiedades (presión, volumen, temperatura, entropía, entalpía, etc). También en este proceso existe transmisión o transferencia de calor y para su análisis se le considera a este proceso como internamente reversible.

19 El ciclo teórico de trabajo de un compresor ideal se entiende fácilmente mediante el estudio de un compresor monofásico de pistón funcionando sin pérdidas y que el gas comprimido sea perfecto, Fig I.3. Con ésto se da por hecho que el pistón se mueve ajustado herméticamente al cilindro, e incluso se considera que el paso del aire hacia y desde el cilindro tiene lugar sin resistencias en válvulas y conductos, es decir, sin cambio de presión. TRABAJO IDEAL DEL COMPRESOR

20 La causa principal de la disminución del volumen de vapor efectivamente desplazado por un compresor es el espacio muerto o perjudicial. En el ciclo interno teórico del compresor, Fig I.4, al término de la compresión la presión es p2; el vapor comprimido pasa entonces a la línea de escape, recta (2-3), pero en el punto 3, punto muerto superior, queda todavía un volumen V0, espacio muerto.

21 TRABAJO REAL DEL COMPRESOR Se estudiará la influencia que ejercen sobre el diagrama del ciclo las condiciones reales (no ideales): pérdidas de carga en válvulas. retardos en apertura de válvulas. compresión y expansión no exactamente politrópicas. Las válvulas de admisión y de escape usuales en los compresores actuales abren o cierran obedeciendo únicamente a diferencias de presión, con un resorte en forma de lámina. Un diseño típico se muestra en la figura 2.8. Siendo F la fuerza que ejercen los resortes en su posición de válvula cerrada, S la sección de pasaje de gas y la presión del suministro abastecido por el compresor (generalmente la presión en un tanque recibidor, o en la tubería de descarga), la válvula de escape abre cuando: = + Fig. 2.8 válvulas típicas de compresor reciprocante

22 Pero cuando comienza a pasar el gas, se produce una pérdida de presión ∆ en los pasajes, a la vez que aumenta F. En consecuencia, para la condición de válvula abierta y flujo establecido a través de ésta, se tendrá : = + + ∆ Entonces, si pT = p2 (la presión a la que se quiere comprimir), la válvula de escape no abre exactamente en el punto 2, como se muestra en la figura, sino en el punto 2' de ordenada p = pT + F/S; y sigue aumentando hasta un máximo para luego decrecer hasta la presión de descarga pT = p3. Con frecuencia el descenso de presión no es monótono sino con "ondulaciones" a causa de la vibración de las láminas de las válvulas de escape.

23 Este fenómeno se amortigua en válvulas del tipo de las de la Fig En éstas se establece una cámara de gas entre la chapa en U y el resorte curvo que actúa como una amortiguación de las vibraciones. Cuando se expande el gas que quedó encerrado en el espacio nocivo y se llega al punto 4 del ciclo, ocurre algo parecido. Si la presión exterior es pe, la fuerza de los resortes es F’ y se llama S’ a la sección de pasaje de gas, la válvula de admisión comienza a abrir cuando la presión en el cilindro vale : p = pe – F’ / S’ Cuando se abre la válvula, el gas pasa sufriendo una pérdida de presión Δpf, por lo que la presión desciende aún más : p = pe - F’/S’ - Δ pf hasta llegar a un mínimo, correspondiente a válvula plenamente abierta. Luego, la presión asciende hasta el final de la aspiración.

24 Aplicación termodinámica de los compresores La aplicación de un compresor corresponde al uso o trabajo para el cual se requiere, puede ser en refrigeración doméstica, comercial, transportada, o aire acondicionado e industrial también se determinan las temperaturas de evaporación de congelación, conservación o acondicionamiento ambiental. Cuando se hace la selección de un compresor para una aplicación determinada en un equipo de refrigeración se deben considerar los siguientes factores: Como el sistema de refrigeración requiere un mecanismo de control del refrigerante, este puede ser un tubo capilar donde las presiones se igualan cuando el compresor se detiene o una válvula de expansión que por oposición mantiene las presiones de alta y baja con el equipo en reposo.

25 En el primer caso el motor debe ser de bajo torque de arranque LST (sigla en inglés para Low Starting torque), usados por lo general en Refrigeradores, congeladores, mostradores comerciales, bebedores y enfriadores de líquidos. Cuando se requiere mantener las presiones de alta y baja, se utiliza una válvula de expansión se debe aplicar un compresor de alto torque HST (sigla en inglés para Hight Starting torque). Otra aplicación corresponde a la temperatura de evaporación necesaria en el sistema clasificada en baja entre los -35ºC y -10ºC denominada LBP (Low Back Pressure – Baja presión de evaporación); Temperatura de evaporación media MBP (Médium Back Pressure) entre -10ºC y 7ºC y alta presión de evaporación HBP (Hight Back Pressure) correspondiente a 7ºC y 15ºC, para congelación, conservación y confort respectivamente.

26 GRACIAS POR SU ATENCIÓN