Este artículo se publica con la intención de compartir una recopilación estudiantil que necesariamente está sujeta a correcciones ortográficas, gramaticales, de forma  y de contenido.  Por este motivo debe considerarse como material en proceso de elaboración, aún no terminado.


COMPRESORES Y VENTILADORES

 

 COMPRESORES

En general un compresor es cualquier dispositivo empleado para causar que un gas o un vapor, fluya de una región a una presión determinada a otra región con presión mas elevada.

Si su presión de admisión esta mas arriba de la atmosférica, el compresor es llamado algunas veces compresor elevador, Booster, o también compresor auxiliar o compresor de sobrepresión. Tales compresores son empleados, por ejemplo, en líneas de transmisión de gas natural para mantener una presión elevada en la línea.

Si un compresor opera con una presión de admisión menor que la atmosférica, y si su presión de descarga es aproximadamente igual a la presión  atmosférica, es usualmente llamado bomba de vacío; estos son empleados , por ejemplo, para remover aire de condensadores en plantas de vapor.

CLASIFICACION DE LOS COMPRESORES

Los compresores pueden ser de desplazamiento positivo o centrífugos

·        Compresores centrífugos

En   un compresor centrifugo se produce la presión al aumentar la velocidad del gas que pasa por el impulsor y, luego, al recuperarla en forma controlada para producir el flujo y presión deseados. Estos compresores suelen ser unitarios, salvo que el flujo sea muy grande o que las necesidades del proceso exijan otra cosa.

Las ventajas del empleo de un compresor centrifugo son:

1.    En el intervalo de 2000 a 200000 ft3/min, y según sea la relación de presión , este compresor es económico porque se puede instalar una sola unidad.

2.    Ofrece una variación bastante ampliada en el flujo con un cambio pequeño en la carga.

3.    La ausencia de piezas rozantes en la corriente de compresión permite trabajar un largo tiempo entre intervalos de mantenimiento, siempre y cuando los sistemas auxiliares de aceite lubricante  y aceite de sellos estén correctos.

4.    se pueden obtener grandes volúmenes en un lugar de tamaño pequeño. Esto puede ser una ventaja cuando el terreno es muy costoso.

5.    Su característica es un flujo suave y libre de pulsaciones.

Las desventajas son:

1. Los centrífugos son sensibles al peso molecular del gas que se comprime.

    los cambios imprevistos en el peso molecular puede hacer que las 

    presiones de descarga sean muy altas o muy bajas.

2.    Se necesitan velocidades muy altas en las puntas para producir la presión. Con la tendencia a reducir el tamaño y a aumentar el flujo, hay que tener mucho mas cuidado al balancear los rotores y con los materiales empleados en componentes sometidos a grandes esfuerzos.

3.    Se requiere un complicado sistema para aceite lubricante y aceite para sellos

·        Compresores de desplazamiento positivo

Cada uno de estos compresores es superior a otros tipos para ciertas aplicaciones. Sin embargo, el tipo de movimiento alternativo tiene , por mucho, el mas amplio campo de aplicación. Este tipo de compresores se clasifica en:

-   Compresores de movimiento alternativo: En los que un embolo se mueve  entre los extremos de un cilindro.

-   Sopladores de desplazamiento positivo: En los que los elementos del tipo  de engranaje giran engranados en direcciones opuestas dentro de una caja de cierre ajustado.

-   Compresores rotatorios: En los cuales un rotor con paletas esta montado excéntricamente dentro de una envoltura cilíndrica.

SELECCIÓN DE COMPRESORES

La selección se basa en los principios de la termodinámica, no se debe considerar que sea tan difícil o complicada, que solo los fabricantes puedan hacer la elección inicial del compresor para condiciones dadas del proceso.

Algunas aplicaciones típicas son:

·        Compresores de aire para servicios e instrumentos en casi cualquier planta.

·        Sopladores sencillos en plantas de recuperación de azufre.

·        Sopladores grandes en unidades de craqueo catalítico.

·        Compresores de refrigeración de baja temperatura en unidades para etileno, polietileno o p-xileno.

·        Compresores de alta presión para gas de alimentación, reforzadores y para gas recirculado en plantas de hidrocarburos, amoniaco y síntesis de metanol.

REQUISITOS QUE DEBE CUMPLIR UN COMPRESOR

·        Rendimiento mecánico elevado.

·        Rendimiento volumétrico grande.

Esto se logra, si se cumplen las especificaciones siguientes:

1.     El espacio libre conviene que sea lo mas pequeño posible

2.     Las válvulas de descarga deberán abrir con prontitud en cuanto la presión llegue a la definitiva y cerrar con tardanza en cuanto se inicie la carrera de aspiración.

·        Rendimiento de compresión bueno.

·        Evitar que entre polvo y suciedad en las válvulas y cilindros. A este efecto, conviene filtrar el aire que se aspira por medio de lonas y pantallas de grasa.

 

VENTILADORES

Las características de rendimiento de un ventilador se determinan, principalmente, por la forma y colocación de las aspas de la rueda. Por ello, en la actualidad pueden clasificarse en cinco grupos que, en términos generales, en orden de eficiencia decreciente son: aspas de inclinación hacia atrás, axiales, con curvatura al frente, de punta radial y radiales. La rueda del ventilador axial impulsa el aire o gas en línea recta, los otros tipos de rueda son centrifugas.

Ventilador con curva hacia atrás

Los diseños de ruedas del tipo con inclinación hacia atrás en uso común son: una con aspas de espesor sencillo y otras con aspas aerodinámicas; este ultimo es el diseño de mayor eficiencia mecánica, que puede llegar al 90%, y suele ser el mas silencioso.

Las aspas de espesor sencillo pueden manejar partículas finas arrastradas por el aire o humedad en éste, las que dañarían las aspas aerodinámicas, pero son algo mas ruidosas y menos eficientes. Su eficiencia mecánica pico es del 84% o mas.

Una ventaja de los tipos con inclinación hacia atrás es que sus curvas de potencia de entrada no presentan sobrecarga.

Ventiladores axiales

El tipo mas común es el de hélice, que se utiliza para ventilación en ventanas, muros o techos.

la mayor parte de los ventiladores axiales se limitan al movimiento de aire limpio a temperaturas relativamente bajas; aunque hay diseños especiales para aire acondicionado o a alta temperatura.

Los ventiladores axiales son un poco mas ruidosos que los centrífugos en línea, pero el ruido suele ser de alta frecuencia y es mas fácil atenuarlo.

Ventiladores con curvatura al frente

Estos ventiladores, llamados también de jaula de ardilla, se utilizan para mover volúmenes bajos a medios, a baja presión.

Las numerosas aspas cóncavas tienden a retener las partículas contaminantes; por ello, su uso se limita a manejar el aire mas limpio.

Aunque el ruido producido esta en relación directa con la eficiencia mecánica, el ventilador con curvatura al frente por lo común es mas silencioso que otros de eficiencia similar.

Ventiladores de puntas radiales

El diseño de puntas radiales ocupa un lugar intermedio entre los ventiladores para aire limpio y los de aspas radiales, mas fuertes, utilizados para manejo de materiales. La rueda de ventilador con puntas radiales tiene un ángulo mas bien bajo de ataque sobre el aire, lo que hace que este siga las aspas con mínima turbulencia.

Este tipo de rueda es ideal para aire contaminado. Pero, no se utiliza para el manejo de materiales a granel y transportación neumática, en que se emplean las aspas radiales.

Ventiladores de aspas radiales

Estos ventiladores son “ el caballo de batalla” de la industria, pues son los mas comunes para manejar volúmenes bajos y medianos a altas presiones y  para manejar corrientes de aire con alto contenido de partículas.

Sus aplicaciones van desde mover aire limpio hasta el transporte de polvo, astillas de madera e incluso padecería de metales.

El diseño de aspas radiales es adecuado para manejo de materiales porque las aspas planas reducen la acumulación de material y se pueden fabricar con aleaciones resistentes a la abrasión.

SELECCIÓN DE UN VENTILADOR

La selección depende, primero, del rendimiento del flujo y presión requeridos para la aplicación. Otros factores, que pueden eliminar ciertos ventiladores o tipos de ventiladores, son las partículas y los productos químicos en la corriente de aire, restricciones en el tamaño y en el espacio, temperatura de la corriente de aire y el ruido. Por ultimo, la evaluación de los costos de capital y de operación definirá cual es el ventilador mas económico.

 

BIBLIOGRAFIA

 

GREENE, Richard W.   Compresores selección, uso y  mantenimiento editorial McGraw Hill   Pg. 3 - 9, 260 - 265

JARAMILLO, María Elena.   Elevador Hidroneumático.  Universidad  Nacional de Colombia. Seccional Medellín.  Pg 18 - 21

RIVERA, Alfonso.  Apuntes de bombeo y compresión. Universidad autónoma de México. Facultad de ingeniería.

 

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LA INSTALACION TIPICA DE LOS VENTILADORES AXIALES ES DENTRO DE UN DUCTO

 

Clasificación de los Compresores

 


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