La compresión (compresores)

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1 La compresión (compresores)
Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo Fisicoquímica y Operaciones Unitarias

2 INTRODUCCIÓN La compresión es un proceso que implica la reducción de volumen, esta es utilizada en diversas industrias, por su gran importancia en los procesos. Los compresores son ampliamente utilizados en la actualidad en campos de la ingeniería y hacen posible nuestro modo de vida por razones como: Son parte importantísima de muchos sistemas de refrigeración y se encuentran en cada refrigerador casero. Se encuentran en sistemas de generación de energía eléctrica. Se encuentran en el interior de muchos motores de avión, como lo son los turborreactores, y hacen posible su funcionamiento. Se pueden comprimir gases para la red de alimentación de sistemas neumáticos, los cuales mueven fábricas completas.

3 II. DEFINICIÓN-COMPRESIÓN
La compresión puede ser un proceso físico o mecánico que consiste en someter a un cuerpo a la acción de dos fuerzas opuestas para que disminuya su volumen. Se conoce como esfuerzo de compresión al resultado de estas tensiones.

4 II. Definición- Compresoras:
Un compresor es una máquina que eleva la presión de un gas, un vapor, o una mezcla de gases y vapores. Son maquinas de flujo continuo en donde se transforma la energía cinética (velocidad) en Trabajo (presión). Llamados también corazón del sistema de refrigeración ya que bombea el refrigerante lo mismo que la corazón bombea la sangre. Se clasifican según su uso, construcción y desplazamiento. Según su construcción sellado, semisellado y abiertos. Según su desplazamiento.

5 COMPRESORES SEGUN SU CONSTRUCCIÓN
III. Tipos de Compresores: COMPRESORES SEGUN SU CONSTRUCCIÓN Compresores herméticos: son aquellos que están construidos dentro de una carcasa de metal. Trabajan con velocidades de 1,750 a 3,500 rpm con motores de 2 y 4 polos. Estos motores se fabrican desde 1/20 HP a 7 ½ HP. Ventajas: silenciosos, baratos Desventajas: no se puede reparar. Compresores semihermetico: están encerrados dentro de una carcasa con tapa de acceso para realizar inspecciones. Estos tienen su gran uso en la refrigeración comercial y se fabrican en caballajes de 2HP en adelante. Ventajas: se puede reparar. Desventajas: son caros. Compresores abiertos: se diferencian de los semisellados porque tienen un eje que sale al exterior. Estos son movidos por motores externos Estos se fabrican desde 1HP a 300HP. Se utilizan en fabricas, barcos, autobuses.

6 C. SEGUN SU DESPLAZAMIENTO
B. COMPRESORES SEGUN SU TEMPERATURA C. SEGUN SU DESPLAZAMIENTO Se clasifican en positivos 1 - DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO: a) - COMPRESORES DE EMBOLO b) - VETILADORES COMPRESORES c) - VENTILADORES NO COMPRESORES 2 - DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO, O DINAMICOS: a) - VENTILADORES CENTRÍFUGOS DE FLUJO RADIAL. b) - COMPRESORES DE FLUJO AXIAL. c) - COMPRESORES DE FLUJO MIXTO. Baja Temperatura: ºc a -30ºc Media Temperatura: ºc a -10ºc Alta Temperatura: ºc a -5ºc

7 Compresores de Desplazamiento Positivo:
Se subdividen en dos categorías básicas: Reciprocantes y Rotatorios. El compresor reciprocante tienen uno o más cilindros en los cuales hay un pistón o embolo de movimiento alternativo que desplaza un volumen positivo en cada carrera. Los rotatorios incluyen los tipos de lóbulos, espiral, aspas o paletas y anillos de liquido. Cada uno con una carcasa, o con mas elementos rotatorios que se acoplan entre sí, como los lóbulos o las espirales, o desplazan un volumen fijo en cada rotación.

8 Compresores Reciprocantes o de Pistones:
1) Los compresores reciprocantes abarcan una capacidad muy pequeña hasta unos PCMS. 2) Para equipo de procesos no se utilizan mucho los tamaños grandes y se prefieren los centrífugos. Si hay alta presión y un gasto más bien bajo, se necesitan los reciprocantes. 3) El número de etapas o cilindros se debe seleccionar con relación a las o temperaturas de descarga, tamaño disponible para los cilindros y carga en el cuerpo o biela del compresor.

9 Compresores de Émbolo o Pistones:
Se muestra el esquema de un compresor de émbolo típico. Es en esencia una máquina con un mecanismo pistón-biela - manivela. Todos los compresores son accionados por alguna fuente de movimiento externa. Lo común es que estas fuente de movimiento sean motores, lo mismo de combustión como eléctricos. En la industria se mueven compresores accionados por máquinas de vapor o turbinas.

10 Compresores Rotatorios o de Tornillo:
1) Los sopladores, bombas de vacío y compresores rotatorios todos son de desplazamiento positivo, en los cuales un elemento rotatorio desplaza un volumen fijo con cada revolución. 2) El más antiguo y conocido es el de lóbulos, el cual dos o tres rotores en forma de •8• se acoplan entre sí y se impulsan con engranes de sincronización montados en cada eje. 4) Los sopladores de lóbulos van desde unos 2 SCFM, hasta los SCFM. 5) Se usan principalmente como sopladores de baja presión, que comprimen el aire o gases hasta 5 a 7 psig y algunos hasta 25 psig. 6) También se utilizan como bombas de vacío, que son en realidad compresores que funcionan con presiones de succión inferiores a la atmosférica y con presiones de descarga iguales a la atmosférica o un poco mayores.

11 Ventilador - Compresor:
Compresor refrigerado por aire y aceite, totalmente automático y silencioso, con motor hermético. La novedad de este compresor es la refrigeración del motor por ventiladores de aire. Dotado de aletas disipadoras en el cabezal del motor. Este modelo es adecuado para trabajos en talleres y estudios con consumo medio de aire.

12 Compresores de Desplazamiento No positivo, Dinámicos o Centrífugos:
Los compresores Dinámicos son de los más utilizados en la industria, porque su construcción sencilla, libre de mantenimiento y permite un funcionamiento continuo durante largos periodos. El compresor centrifugo más sencillo es el suspendido, de una sola etapa. Los hay disponible para flujo desde hasta PCMS o SFCM.

13 Compresores Centrífugos de Flujo Radial:
El Compresor Centrífugo es un tipo de turbocompresor que puede presentar un flujo radial, diagonal, o una combinación de ambos. Las velocidades periféricas de las secciones medias de entrada y salida son sustancialmente diferentes. Este Compresor cuenta con una pieza rotatoria y no requiere de aceite lubricante ni de sellos de gas, lo que supone: 1.- Bajo costo de manufactura 2.- Poco mantenimiento 3.- Bajo costo de reparaciones 4.- Bajo costo de reemplazo

14 Compresores de Flujo Axial:
En estos compresores, el flujo del aire es paralelo al eje o al árbol del compresor y no cambia de sentido como en los centrífugos de flujo radial. Cada etapa consta de aspas rotatorias y fijas. En un diseño de reacción de 50 %, la mitad del aumento de la presión ocurre en las aspas del rotor y las de la segunda mitad en las del estator. Los compresores isotérmicos de flujo axial y de flujo axial- radial están diseñados para manejar grandes volúmenes de flujo de aire y de otros gases depurados dentro de una carcasa relativamente pequeña, mientras conservan un alto rendimiento.

15 Compresores de Flujo Mixto:
Los Compresores de flujo mixto desarrollan su columna parcialmente por fuerzas centrífugas y parcialmente por el impulsor de los paletas sobre el Fluido. El diámetro de descarga de los impulsores es mayor que el de entrada.

16 ¿ SABÍAS QUÉ ? El aire comprimido cuando está convenientemente tratado, es una fuente de energía tan segura y limpia. El aire comprimido se convierte en la fuente de energía para poner en funcionamiento por ejemplo, cadenas neumáticas para transportar líquidos, productos en polvo o productos sensibles a la humedad, alrededor de toda una planta de producción. Asimismo, el aire comprimido es la energía que hace funcionar herramientas neumáticas que ayudan a envasar y presentar productos cárnicos, frutas, pulverizar líquidos o mezclar ingredientes granulados. También, en la propia cadena final de producción, ese aire comprimido se emplea para empaquetar, envolver, sellar, envasar, paletizar y etiquetar productos antes de su almacenamiento o envío al cliente. En cuanto al sector de la agro alimentación, el aire comprimido es el único elemento que es generado por el usuario final. Este hecho significa que, precisamente somos nosotros como usuarios finales, quienes podemos influir directamente en la mayor o menor calidad de esta fuente de energía. Conseguir un aire comprimido de alta calidad es extremadamente crítico cuando hablamos de productos de alimentación, no solo desde el punto de vista del coste sino especialmente por que obligatoriamente deben ser productos seguros como alimento.

17 IV. INDUSTRIAS EN LAS QUE SE APLICA
El aire comprimido en una planta industrial se considera el cuarto recurso del cual no se puede prescindir, el aire comprimido resulta de vital importancia para la operación de maquinaria industrial y múltiples aplicaciones que permiten que la materia prima entre por un lado de la línea de producción y el producto terminado salga por el extremo opuesto. Contar con un compresor de aire comprimido confiable y que consuma la energía eléctrica adecuada a la generación de aire garantiza que la producción no se detendrá, evitará desperdicio de material y más importante aún no generara costos adicionales de producción. El compresor para aire comprimido deberá ser siempre considerado como el equipo que genera uno de los recursos de la planta y por lo tanto su rendimiento, durabilidad y costo de propiedad deben ser los mejores disponibles en el mercado, equivocadamente se considera que al ahorrar en la compra de un compresor ahorrara dinero a la empresa y esto es cierto pero solo durante el proceso de compra pues el consumo eléctrico generado por este equipo representa más del 70% del dinero que se va a gastar en el con el pasar de los años y resultara en una mucho mayor inversión a largo plazo que rebasara en los primeros meses de operación el ahorro generado en su compra.

18 INDUSTRIA SIDERURGICA
Las principales aplicaciones dentro de la industria siderúrgica son: enfriamiento de molinos, enfriamiento de hornos, servicios de suministro de agua, remoción de escoria en los lingotes, etc. El proceso de remoción de escoria mediante el impacto de un chorro de agua, requiere bombas con presiones superiores a las 1,800 lb/plg2 las cuales pueden descargar directamente o bien a través de una cámara de compensación. Debido a que la industria siderúrgica tiene procesos continuos se requieren más bombas duraderas lo cual obliga al fabricante a usar materiales de alta resistencia.

19 INDUSTRIA AGRO ALIMENTARIA Y BEBIDAS
El empleo del aire comprimido en la industria de la alimentación y las bebidas es más que imprescindible. Procesos donde el aire comprimido debe estar  100% exento de aceite para controlar válvulas y actuadores en líneas automatizadas de llenado, envasado y embotellado. También La contaminación por aceite puede provocar daños en los componentes y contaminación del producto.  Por ejemplo el aire comprimido se utiliza habitualmente para efectuar el transporte de la leche en polvo o el cacao por tubos de productos alimenticios. Aire comprimido 100% exento de aceite para los procesos de fermentación utilizados en la producción de vino, cerveza y yogurt así como en la fabricación de ingredientes alimentarios que contengan ácido cítrico. 

20 INDUSTRIA DE CARPINTERÍA METÁLICA
El aire comprimido está ampliamente utilizado en talleres de carpintería metálica y madera. No solo herramientas como grapadoras y remachadoras neumáticas utilizan el aire comprimido para su correcto funcionamiento sino cada vez más se utilizan prensas neumáticas capaces de realizar en aluminio, toda clase de ranuras, punzonados, taladros, mediante un pistón neumático.

21 INDUSTRIA TEXTIL El sector textil ha utilizado el aire comprimido principalmente para el funcionamiento de ciertas herramientas neumáticas y para la limpieza de zonas críticas en los telares como son los peines y las agujas. Sin embargo, la constante evolución en los telares ha originado la aparición de la tejeduría a chorro de aire para adaptarse a los nuevos mercados. Esto está relacionado en parte con mejoras adicionales en los sistemas de la velocidad del aire, así como la velocidad de inserción de trama a través de la calada. Con estas mejoras se han conseguido máquinas de tejer a chorro de aire capaces de elaborar un tejido para sábanas con un ancho de 3.11 metros, a una velocidad de inserción de 750 pasadas por min. (ppm), con cuatro inserciones de trama. 

22 V. EJEMPLO- MAQUINARIAS KAESER

23 SOBRE LA EMPRESA

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28 ROTORES

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35 ESTACION DE AIRE COMPRIMIDO CON COMPONENTES

36 VI. CONCLUSIONES Los compresores son maquinas, que tiene muchas aplicaciones en la industria, esta depende mucho del tipo y funcionalidades. Los compresores son muy importantes en los procesos productivos, estos tienen un papel muy importante en la industria, un ejemplo de ello se da en la refrigeración. Se analizo al compresor en el un flujograma, lo cual permitió conocer mas sobre su función y utilidades en un proceso productivo. Se analizo a las distintas industrias que utilizan en sus procesos a los compresores, como maquinas importantes en su producción Se conoció y analizo , a la empresa Kaeser, industria dedicada a la producción de compresores. Otros.

37 VII. SUGERENCIAS Buscar mayor información si se desea trabajar con los compresores, puesto que existen muchos tipos de compresores y cada uno cumple con una función especifica, para los distintos procesos industriales en los que se ubiquen. Los compresores cumplen con funciones netamente para cada proceso, someterlo a otra funciones, podría ser dañino y perjudicial.

38 _RAFAEL ARAUCANO MIGUEL ANGEL _ROMERO FLORES MARIA ESTHER
GRACIAS ESTUDIANTES: _RAFAEL ARAUCANO MIGUEL ANGEL _ROMERO FLORES MARIA ESTHER