Un compresor 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.
Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, 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.
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.
Funcionamiento Basico
En su forma más simple, el inflador de bicicleta es un compresor. Al empujar un lado, el aire en el otro lado es comprimido si la salida es tapada o conectada al neumático. El aire frío entra el compresor donde la energía usada para comprimirlo es convertida a un aumento de presión y temperatura, reduciendo el volumen final. Para los que hemos inflado neumáticos a cuatro mil metros sobre el nivel del mar, es fácil comprender que entre más denso el aire de la entrada (o mayor presión), más presión saldrá de esta operación. Este concepto nos lleva a los compresores de dos etapas.
Tipo De Compresores
Los compresores se distinguen por dos tipos
El primero trabaja según el principio de desplazamiento. La compresión se obtiene por la admisión del aire en un recinto hermético, donde se reduce luego el volumen. Se utiliza en el compresor de émbolo (oscilante o rotativo).
El segundotrabaja según el principio de la dinámica de los fluidos. El aire es aspirado por un lado y comprimido como consecuencia de la aceleración de la masa (turbina).
Este es el tipo de compresor más difundido actualmente. Es apropiado para comprimir a baja, media o alta presión. Su campo de Trabajo se extiende desde unos 1.100 kPa(1 bar) a varios miles de kPa(bar).
Para 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 pequeño. Durante el trabajo de compresión se forma una cantidad de calor, que tiene que ser evacuada por el sistema refrigeració.
Compresor de Membrana.
Este tipo forma parte del grupo de compresores de émbolo. Una membrana separa el émbolo de la cámara de trabajo; el aire no entra en contacto con las piezas móviles. Por tanto, en todo caso, el aire comprimido estará exento de aceite. Estos, compresores se emplean con preferencia en las industrias alimenticias farmacéuticas y químicas.
Compresor de énvolo rotativo.
Consiste en un émbolo que está animado de un movimiento rotatorio. El aire es comprimido por la continua reducción del volumen en un recinto hermético.
Compresor Rotativo Multicelular.
Un rotor excéntrico gira en el interior de un cárter cilíndrico provisto de ranuras de entrada y de salida. Las ventajas de este compresor residen en sus dimensiones reducidas, su funcionamiento silencioso y su caudal rácticamente uniforme y sin sacudidas.
Compresor Roots.
Solo transportan el volumen de aire aspirado del lado de aspiración al de compresión, sin comprimirlo en este recorrido. No hay reducción de volumen y por lo tanto tampoco aumento de presión. El volumen que llega a la boca de descarga, todavía con la presión de aspiración, se mezcla con el aire ya comprimido de la tubería de descarga y se introduce en la cámara llegando este a la presión máxima siendo luego expulsado.
Un juego de engranajes accionan los rotores en forma sincrónica y evita que se rocen entre sí. Resultan apropiados cuando se requiera aire comprimido a bajas presiones completamente libre de rastros de lubricante.
Compresor Roots.
Solo transportan el volumen de aire aspirado del lado de aspiración al de compresión, sin comprimirlo en este recorrido. No hay reducción de volumen y por lo tanto tampoco aumento de presión. El volumen que llega a la boca de descarga, todavía con la presión de aspiración, se mezcla con el aire ya comprimido de la tubería de descarga y se introduce en la cámara llegando este a la presión máxima siendo luego expulsado.
Un juego de engranajes accionan los rotores en forma sincrónica y evita que se rocen entre sí. Resultan apropiados cuando se requiera aire comprimido a bajas presiones completamente libre de rastros de lubricante.
Compresor de tornillo helicoidal.
Dos tornillos helicoidales que engranan con sus perfiles cóncavo y
convexo impulsan hacia el otro lado el aire aspirado axialmente. En estos compresores, el aire es llevado de un lado a otro sin que el volumen sea modificado. En el lado de impulsión, la estanqueidad se asegura mediante los bordes de los émbolos rotativos.
Turbo Compresores.
Trabajan según el principio de la dinámica de los fluidos(http://www.fisicanet.com.ar/fisica/dinamica_fluidos/ap01_hidrodinamica.php), y son muy apropiados para grandes caudales. Se fabrican de tipo axial y radial. El aire se pone en circulación por medio de una o varias ruedas de turbina. Esta energía cinética se convierte en una energía elástica de compresión.
Presión.
Magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie. (SI) la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado.
La presión de servicio es la suministrada por el compresor o acumulador y existe en las tuberías que alimentan alos consumidores. La presión de trabajo es la necesaria en el puesto de trabajo considerado. En la mayoría de los casos, es de 600 kPa (6 bar). Por eso, los datos de servicio de los elementos se refieren a esta presión. Para garantizar un funcionamiento fiable y preciso es necesario que la presión tenga un calor constante. De ésta dependen : - la velocidad - las fuerzas - el desarrollo secuencial de las fases de los elementos de trabajo.
Refrigeración.
Por efecto de la compresión del aire se desarrolla calor que debe evacuarse. De acuerdo con la cantidad de calor que se desarrolle, se adoptará la refrigeración más apropiada. En compresores pequeños, las aletas de refrigeración se encargan de irradiar el calor. Los compresores mayores van dotados de un ventilador adicional, que evacua el calor.
