UNIDAD CURRICULAR: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES

Transcripción

1 UNIDAD CURRICULAR: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES COMPRESORES PUNTO FIJO Zoila pontiles Ingeniería UNEFM

2 Qué son los compresores?: Qué son los compresores? Es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los 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.

3 Se suelen utilizar para Se suelen utilizar para: 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, y en infinidad de sistemas de aire acondicionado. Se encuentran en sistemas de generación de energía eléctrica, tal como lo es el Ciclo Brayton. Se encuentran en el interior 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.

4 Métodos de Compresión: Se usan cuatro métodos para comprimir un gas. Dos están en la clase intermitente y los otros dos en la clase de flujo continuo, estos métodos son: 1. Atrapar cantidades consecutivas de gas en algún tipo de encerramiento o recipiente y reducir el volumen incrementando la presión para después desalojar el gas del encerramiento. 2. Atrapar cantidades consecutivas de gas en algún tipo de encerramiento o contenedor, trasladarlo sin cambio de volumen a la descarga y comprimirlo por contra flujo. 3. Comprimir el gas por la acción mecánica de un impulsor o un motor con paletas en rápida rotación, que imparten velocidad y presión al gas que esta fluyendo. 4. Alimentar el gas en un chorro de alta velocidad del mismo o diferente gas y convertir la alta velocidad de la mezcla a presión en un difusor.

5

6

7

8

9 Cojinetes Son puntos de apoyo de ejes y árboles para sostener su peso, guiarlos en su rotación y evitar deslizamientos. Por la dirección del esfuerzo que soportan se clasifican los cojinetes en: Los cojinetes radiales impiden el desplazamiento en la dirección del radio. Los cojinetes axiales impiden el deslizamiento en la dirección del eje Los cojinetes mixtos hacen al mismo tiempo el efecto de los cojinetes radiales y axiales.

10 Cojinetes de rodamientos Los rodamientos se diseñan para permitir el giro relativo entre dos piezas y para soportar cargas puramente radiales, puramente axiales o combinaciones de ambas. Cada tipo de rodamiento presenta unas propiedades que lo hacen más o menos adecuado para una aplicación determinada.

11 Cojinetes de fricción o deslizamiento Los cojinetes de fricción son elementos mecánicos encomendados a soportar una carga y a permitir el movimiento relativo entre dos elementos en una máquina. Las cargas que soportan pueden ser en dirección radial o en dirección axial, como es el caso de los cojinetes y chumaceras de empuje. Los cojinetes de fricción a diferencia de los cojinetes de rodamientos, llevan a cabo su función mediante la lubricación de las partes que friccionan.

12 Sellos mecánicos Un sello mecánico es un dispositivo que permite unir sistemas o mecanismos, evitando la fuga de fluidos, conteniendo la presión, o no permitiendo el ingreso de contaminación.

13 COMPRESORES SEGUN SU TEMPERATURA Baja Temperatura: -10ºc a -30ºc Media Temperatura: 0ºc a -10ºc Alta Temperatura: 7ºc a -5ºc

14 COMPRESORES SEGÚN SU CONTRUCCION Compresores herméticos: son aquellos que están construidos dentro de una carcasa de metal. Trabajan con velocidades de 1,750 a 3,500 rpm com 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.

15 SEGÚN SU CONSTRUCCION 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.

16 SEGÚN SU CONSTRUCCION 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.

17 CLASIFICACION SEGÚN SU DESPLAZAMIENTO DESPLAZAMIENTO POSITIVO RECIPROCANTES Y ROTATORIOS DINAMICOS CENTRIFUGOS Y AXIALES

18 El sistema neumático básico 1. Compresor 2. Motor eléctrico 3. Presostato 4. Valvula antiretorno 5. Depósito 6. Manómetro 7. Purga automática 8. Válvula de seguridad 9. Secador de aire refrigerado 10. Filtro de línea 1. Purga del aire 2. Purga automática 3. Unidad de acondicionamiento del aire 4. Valvula direccional 5. Actuador 6. Controladores de velocidad

19 Compresión del aire Compresores COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO ALTERNATIVOS ROTATIVOS EMBOLO DIAFRAGMA PALETA TORNILLO

20 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.

21 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.

22 Compresores Reciprocantes o de Pistones: 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. 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.

23 Compresión del aire Compresor de émbolo de una sóla etapa Aire en la gama de 3-7 bares

24 Compresión del aire Compresor de émbolo de dos etapas Aire ~ 7 bares Tª final 120 ºC

25 Compresión del aire Compresor de diafragma Aire hasta 5 bares Libre de aceite

26 Compresores Rotatorios o de Tornillo: 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. 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. Se usan principalmente como sopladores de baja presión, que comprimen el aire o gases hasta 5 a 7 psig y algunos hasta 25 psig. 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.

27 Compresión del aire Compresor rotativo de paletas deslizantes Tª final 190 ºC Aceite de refrigerante

28 Compresión del aire Compresor rotativo de tornillo Caudales > 400 m 3 / min Presión > 10 bares

29 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.

30 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 3000 hasta PCMS o SFCM.

31

32 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

33 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.

34

35 Unidades de Medición: Las siguientes unidades son importantes al momento de realizar un cálculo o tener en cuenta al momento de una revisión del mecanismo, para saber a qué condiciones esta considerado el equipo. SCFM o PCMS: Pies cúbicos por minuto estándar Se refiere al aire atmosférico a condiciones estándar que son: PSIA ó 1.01 Bar - 60 F ó 16 C -0% Humedad relativa (H.R) NCFM o PCMN: Pies cúbicos por minuto normal Se utiliza para referirse a las condiciones normales de aire atmosférico, a saber Psia ó 1.01 Bar - 68 F ó 20 C -36% Humedad relativa (H.R)