Tabla de Contenido

1.INTRODUCCION32.MARCO TEORICO42.1.Compresor42.1.1.Funcin del compresor:42.1.2.Usos ms comunes de los compresores.52.2.Principio de funcionamiento.52.3.Sistema de compresores.72.4.Turbocompresores.82.5.Tipos de compresores y condiciones de operacin:92.5.1.Compresores alternativos.92.5.2.Compresores dinmicos.112.5.2.1.Compresor Centrfugo.112.5.2.2.Compresor axial.122.5.3.Compresores de desplazamiento positivo.132.5.3.1.Recprocos.132.5.3.1.1.Simple efecto.132.5.3.1.2.Doble efecto.142.5.3.1.3.Partes del compresor recproco.142.5.3.2.Rotativos.152.5.3.2.1.Paleta deslizante o aspas.152.5.3.2.2.Tornillo.162.5.3.2.3.Lbulo.172.6.Ventajas y desventajas de compresores.192.6.1.Ventajas y desventajas reciprocantes vs centrfugos192.6.2.Ventajas y desventajas axiales vs centrfugos192.7.Criterios que s Deben de Utilizar para Seleccionar un Compresor202.8.Parmetros Involucrados en la Compresin del Gas Natural212.8.1.Compresores Reciprocantes212.8.1.1.Factores que influyen en la eficiencia del compresor:222.8.1.1.1.Velocidad del compresor.222.8.1.1.2.Mtodo de sellado.222.8.1.1.3.Lubricantes.222.8.1.1.4.Caballaje.222.8.1.1.5.Presin.222.8.1.2.Factores que Influyen en el Rendimiento del Compresor Reciprocante.232.8.1.2.1.Presin de Succin (Ps).242.8.1.2.2.Presin de descarga (Pd).242.8.1.2.3.Temperatura de Succin (Ts).242.8.1.2.4.Velocidad.252.8.2.Compresores centrfugos252.8.2.1.Utilidad del compresor centrifugo252.8.2.2.Condiciones para el diseo de un compresor centrfugo262.9.Ciclo de compresin263.BIBLIOGRAFIA29

INTRODUCCIONLos compresores son mquinas que tienen por finalidad aportar una energa a los fluidos compresibles (gases y vapores) sobre los que operan, para hacerlos fluir aumentando al mismo tiempo su presin. En esta ltima caracterstica precisamente, se distinguen de las soplantes y ventiladores que manejan grandes cantidades de fluidos compresibles (aire por ejemplo) sin modificar sensiblemente su presin, con funciones similares a las bombas de fluidos incompresiblesPor lo general previo a la utilizacin de un gas es necesario someterlo a un proceso de compresin, con lo cual se incrementa el nivel energtico del gas. El aumento de energa se logra mediante el trabajo que se ejerce sobre el fluido en el compresor. El aumento de energa se manifiesta por incrementos de presin y en la mayora de los casos por aumentos de la temperatura.En la industria del gas y en el transporte del mismo aparece frecuentemente la necesidad de comprimir el gas. En todos los casos se debe elegir el medio ms adecuado, eficiente, confiable y econmico, fundamentalmente en lo que respecto a la obtencin de la energa ya que la misma es de un impacto complejo y costoso.Son aquellas instalaciones industriales donde el gas, provenientes de las Estaciones de Flujo que son alimentadas por los pozos petrolferos, es comprimido para diversos usos, tales como la extraccin de sus derivados, (propano, metano, etc.), y para enviar nuevamente a los pozos, entre otros.Los compresores de gas se usan normalmente para el manejo de gas natural y cumplen la misma funcin que las bombas en el manejo y transporte de los lquidos.Un ejemplo del proceso de compresin del gas, es cuando se quiere transportar gas a travs de los gasoductos, en este caso se requiere aplicar una presin necesaria para vencer la resistencia de frotamiento. Cuando los compresores comunican presin en el gas, que es un fluido compresible reducen el volumen del gas

MARCO TEORICO1.1. CompresorUn compresor es un equipo mecnico construido para incrementar la presin de gas y para desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles tal como gases y vapores. La compresin tambin calienta el gas con calor de compresin y en general se requiere enfriarlo cuando existe un considerable incremento de la presin.El compresor se monta sobre patines de acero, que permite que gran parte de la instalacin del compresor se realice en fbrica bajo controladas condiciones, y en general da como resultado una mejor facilidad de operacin y menores costos de instalacin que en el caso de unidades armadas en el yacimiento.1.1.1. Funcin del compresor: Alimentar la red de aire comprimido para instrumentos Proveer de aire para combustin Recircular gas a un proceso o sistema Producir condiciones idneas para que se produzca una reaccin qumicaFigura 1. Compresor centrfugo.

1.1.2. Usos ms comunes de los compresores.La utilidad de los compresores es la de incrementar la presin de gas separado del petrleo a un nivel que sea lo suficientemente alto para el procesamiento y venta. Los compresores de planta se utilizan a veces para la inyeccin de gas y operaciones de reinyeccin a los reservorios.

Los compresores son ampliamente utilizados en la actualidad en campos de la ingeniera y hacen posible nuestro modo de vida por razones como: Son parte importantsima de muchos sistemas de refrigeracin y se encuentran en cada refrigerador casero. Se encuentran en sistemas de generacin de energa elctrica. Se encuentran en el interior de muchos motores de avin como son los turborreactores y hacen posible su funcionamiento. Se puede comprimir gases para la red de alimentacin de sistemas neumticos, los cuales mueven fbricas completas.1.2. Principio de funcionamiento.El principio de funcionamiento de los compresores rotativos es similar a los ventiladores o bombas centrifuga, este principio se basa en que, cuando un fluido compresible pasa por un conducto de seccin variable, se produce en el fluido variaciones de presin, volumen especfico y velocidad.

El principio de funcionamiento de los compresores rotativos es similar a los ventiladores o bombas centrifuga, este principio se basa en que, cuando un fluido compresible pasa por un conducto de seccin variable, se produce en el fluido variaciones de presin, volumen especfico y velocidad. Los compresores rotativos estn constituidos por el estator o parte fija y el rotor o elemento mvil.

En el compresor el fluido o vapor proveniente de la tubera de succin entra a una cavidad interna u ojo de la rueda impulsora a lo largo de la direccin del eje rotor a una presin relativamente baja y experimenta en su interior una disminucin de volumen especfico que da lugar a un aumento de la presin del fluido. Una vez en la rueda el vapor es forzado a salir radialmente hacia el exterior por la accin de los alabes del impulsor y por la fuerza centrfuga desarrollada en la rotacin de la rueda.El vapor es descargado a una velocidad alta, habiendo experimentado as mismo un aumento de temperatura y presin.

Cuando deja la periferia de la rueda es conducido a unos pasadizos situados en el cuerpo mismo del compresor y que estn esencialmente diseados para reducir la velocidad del vapor. Estos dirigen al vapor hacia la entrada del siguiente impulsor o en el caso del ltimo paso, lo descargan a una cmara desde donde el vapor pasa a la tubera de descarga hacia el condensador.

La forma de cmo se produce esta variacin, determina el tipo de compresin y el principio de funcionamiento. Figura 2. Compresor Rotativo.

Los compresores utilizados en las instalaciones de turbinas de gas pueden dividirse en compresores alternativos, dinmicos y de desplazamiento positivo.

1.3. Sistema de compresores.En la industria del gas y en el transporte del mismo aparece frecuentemente la necesidad de comprimir el gas. En todos los casos se debe elegir el medio ms adecuado, eficiente, confiable y econmico, fundamentalmente en lo que respecto a la obtencin de la energa ya que la misma es de un impacto complejo y costoso. Por lo tanto siempre es conveniente estudiar detenidamente los criterios a aplicar en la seleccin de las mquinas a instalar en estaciones de compresin de gas natural. Los compresores de gas se usan normalmente para el manejo de gas natural y cumplen la misma funcin que las bombas de impulsin en el manejo y transporte de los lquidos. En el caso de compresores reciprocantes estos son suministrados de una o varias etapas. El nmero de etapas est determinada por la relacin global de compresin (r=Pd/Ps). La relacin de compresin por etapa est limitada por la temperatura de descarga y usualmente no debe exceder de 4. La temperatura adiabtica de descarga de cada etapa no debe superar los 300F.1.4. Turbocompresores.Es un equipo compuesto bsicamente por un compresor de aire (generalmente axial), una cmara de combustin, una turbina generadora de gases y una turbina de potencia, las cuales transforman el empuje de los gases en fuerza motriz al eje que accionar el compresor de aire de la turbina y al compresor de gas que se acopla a la turbina.Los compresores que se utilizan en las operaciones de yacimientos de gas varan en tamao, desde unidades pequeas utilizadas para sistemas de control por aire hasta unidades grandes (10,000 HP) de alta presin (5000 psi) para inyectar gas en el reservorio.Muchas veces hay vapor de agua e hidrocarburos ms pesados en el gas comprimido, que se condensan como lquidos durante la compresin y el enfriado. Se deben retirar estos lquidos para evitar daos en los equipos durante las posteriores etapas de compresin.En general para bajas relaciones de compresin es tcnicamente ms conveniente una turbina con compresor centrfugo y contrariamente, para altas relaciones de compresin un moto compresor integral alternativo es ms conveniente. La variacin del caudal est dado, en los compresores alternativos, por la variacin del espacio nocivo y en los centrfugos, por las distintas velocidades de rotacin (en ambos casos considerando una presin de succin y descarga constante).Figura 3.Proceso de un turbocompresor.

1.5. Tipos de compresores y condiciones de operacin:

1.5.1. Compresores alternativos.Un compresor alternativo utiliza pistones para comprimir el aire. El compresor tiene un diseo similar a un motor. Se utiliza en refineras de petrleo, trasporte de gases (gasoductos), plantas qumicas, plantas de refrigeracin. Precio hasta un 50% ms barato que su equivalente en compresor de tornillo.El gas es aspirado dentro del cilindro a travs de las vlvulas de succin, por el desplazamiento del pistn durante la carrera de aspiracin, Este gas es inyectado en los pistones, pasando por un regulador de espacios vacios. El pistn regulador aumenta la presin y el pistn automticamente comienza a comprimir. Este gas se comprime cuando la reduccin de volumen sea suficiente para provocar el aumento de presin hasta la reguladora de descarga, desalojando el gas comprimido por su accin alternativa. El gas es luego descargado y almacenado en los tanques.Figura 4.Compresor alternativo.

Donde al igual que en la figura anterior, se observan diferentes partes componentes.

Figura 5. Corte de un cilindro alternativo.

Donde al igual que en la figura anterior, se observan diferentes partes componentes.1.5.2. Compresores dinmicos. Se fundamentan en el principio de impartir velocidad a una corriente de gas y luego convertir esta velocidad en energa de presin. Los compresores centrfugos tienen por lo general muy pocos problemas, en el proceso de compresin del gas y son confiables para comprimir cualquier tipo de gas.1.5.2.1. Compresor Centrfugo.Un compresor centrfugo eleva la presin de una gas, acelerando primero las molculas de gas y luego convirtiendo la velocidad de las mismas (energa cintica), en presin (energa potencial).

Figura 6. Compresor centrifugo.

El gas entra al ojo del impulsor y es acelerado hacia la parte de abajo, a medida que este gira. Inmediatamente despus, el gas entra a un rotor donde su direccin es cambiada, causando desaceleracin, lo cual convierte la energa cintica del gas en energa potencial (presin). Si se quiere conseguir una presin mayor, la cmara de retorno dirige el gas hacia el diafragma del siguiente impulsor. El gas entra posteriormente en un colector o voluta al terminar una etapa de compresin y el descargo final pasa a un intercambiador de calor antes de ir a otras etapas de compresin o separacin.El compresor consta de uno o ms impulsores y de nmeros de difusores, en los que el fluido se desacelera. El fluido aspirado por el centro de una rueda giratoria, ojo del impulsor, es impulsado por los labes de sta y debido a la fuerza centrfuga, hacia los canales del difusor. Despus que la energa cintica se ha convertido en presin, el fluido es conducido hacia el centro del prximo impulsor y as sucesivamente.Los compresores centrfugos se pueden utilizar a presiones relativamente bajas o medianas, con caudales altos y diferenciales de presin baja, estos compresores son de alta eficiencia, son de flujo continuo y los impulsores agregan energa e impulsan y comprimen gases mediante rotor de paleta.Los aparatos centrfugos se crearon para obtener grandes capacidades de enfriamiento. Las velocidades de funcionamiento son bastante altas comparadas con otros compresores. Las velocidades van entre 50.000 - 100.000 (RPM). Es bastante frecuente en industrias aeronuticas y especiales. maneja grandes volmenes de gases con elevaciones de presin desde 3,454 Kpa hasta varios centenares de (Kpa) de presin. Utilidad en la industria de compresin de gases, con el objetivo de abastecer de aire a la planta de transporte de slidos en suspensin Tambin para abastecer de aire u oxgeno los hornos en la industria del hierro. En los compresores de gasoductos de gas natural para mover el gas desde el sitio de produccin hasta el consumidor. presiones de descarga acercan 700 bar. La Eficiencia de compresin vara entre 70 y 78 %.1.5.2.2. Compresor axial.Un compresor que mueve el gas en direccin paralela con su eje es un compresor axial (MOVIMIENTO AXIAL RECTO). Estos compresores tienen placas de rotor y placas de estator. Las placas del rotor estn fijadas al eje y giran con l. Mientras que las placas del estator estn fijadas a la cubierta. Cuando el gas es lanzado dentro de las placas del estator, las aberturas entre las placas actan como difusores, reduciendo la velocidad del gas. Con la prdida de velocidad, la presin del gas aumenta. Capacidades alrededor de los 65 metros cbicos por segundo y para presiones efectivas de hasta 14 bar. Los compresores de flujo axial estn disponibles desde unos veinte mil pies cbicos normales por segundos (20 MPCNS) hasta ms de (40 PCNS). Estos tipos se emplean en turbinas de gas y motores de reaccin (jet) para aviones. Eficiencia de compresin: Entre 75 y 82 %1.5.3. Compresores de desplazamiento positivo. 1.5.3.1. Recprocos.Estos compresores pueden ser de una etapa (simple) o de mltiples etapas; el nmero de etapas est determinado por la relacin de compresin (presin de descarga / presin de succin), la cual a su vez est limitada por la temperatura mxima permisible de descarga del gas a la salida del compresor.

Ampliamente utilizados: Industria petrolera. Plantas de refinacin, qumicas y petroqumicas. Inyeccin de gas natural a los yacimientos para mantener la presin de la formacin. Inyeccin de gas natural a la columna de fluidos del pozo o levantamiento artificial. De acuerdo a la norma API 617 para el diseo y manufactura de compresores reciprocantes se ha establecido, en base a recomendaciones de los fabricantes de compresores, una temperatura mxima permisible de 300 F para el gas a la descarga del compresor. Los Compresores Reciprocantes abarcan desde una capacidad muy pequea hasta unos tres millones de pies cbicos normales por segundo (3MMPCNS).1.5.3.1.1. Simple efecto.Con (MS DE 125 PSIG). Estn conformados por dos hlices rotativas que giran dentro de un ambiente cerrado sin entrar en contacto. Son compresores de bajo costo y tiene una eficiencia mayor que los compresores centrfugos. No son muy sensitivas a las propiedades del gas, pueden comprimir gas ligeramente sucio. La desventaja ms notoria pero que la tecnologa est logrando controlar es el ruido que hacen al funcionar. Eficiencia de compresin: Entre 75 y 80 %.1.5.3.1.2. Doble efecto.HASTA 125 PSIG, Difieren de los anteriores en el diseo mecnico de las hlices rotativas. El costo es menor que los de alta presin por la metalurgia de los materiales.La eficiencia de compresin vara entre 75 y 80 %.

1.5.3.1.3. Partes del compresor recproco. Figura 7. Principales componentes de un compresor recproco.

En la figura 7 se observa que, tanto del bastidor como del cilindro compresor, el movimiento rotativo del cigeal se convierte en un movimiento alternativo a travs de la cruceta, la cual transmite este movimiento a la barra del pistn, ensamblada al mismo, lo que origina la compresin del gas mediante la reduccin del volumen en el cilindro; el espaciador est acoplada a la carcasa o bastidor del compresor y permite distanciar la cmara donde se encuentra la cruceta (gua de cruceta) del cilindro compresor; dentro del espaciador se encuentra ubicado el empaque o caja de empaque, a travs del cual se desplaza la barra del pistn este elemento permite sellar la presin existente dentro del cilindro evitando de esta forma fugas de gas hacia el exterior del mismo.El compresor reciprocante emplea vlvulas automticas accionadas por resortes que se abren solo, cuando existe una presin adecuada, para llevar a cabo el proceso de compresin. Esta presin adecuada acta sobre la vlvula. Las vlvulas de admisin se abren cuando la presin del cilindro es un poco inferior a la presin de succin.1.5.3.2. Rotativos.Un elemento rotatorio desplaza un volumen fijo con cada revolucin. El ms antiguo y conocido es el soplador de lbulos, en el cual dos o tres rotores en forma de ocho (8) se acoplan entre s y se impulsan con engranes de sincronizacin montados en cada eje.En las industrias de procesos qumicos los tipos de lbulos y de aspas tienen aplicacin limitada porque producen presiones bajas y slo se pueden obtener, en general con carcasa de hierro fundido, que los hacen inadecuados para ciertos gases corrosivos o peligrosos.1.5.3.2.1. Paleta deslizante o aspas.Tiene un rotor con ranuras, dentro de las cuales se deslizan las aspas hacia adentro y afuera en cada revolucin. Las aspas atrapan el aire o gas y en forma gradual reducen su volumen y aumentan la presin, hasta que escapa por orificios en la carcasa.Un compresor de paletas consta esencialmente de un rotor con paletas deslizables radialmente, que gira excntricamente en una carcasa o envolvente cilndrica (Fig. 8).Figura 8. Esquema de paletas o aspas.

La fuerza centrfuga hace que las paletas apoyen contra la carcasa, delimitando cmaras entre cada dos consecutivas. Dichas cmaras toman el gas de la admisin, a presin p1 y lo conducen hasta la descarga donde toma contacto con el gas a presin p2 . Debido a la excentricidad del rotor, slo eventualmente una pequea cantidad atrapada vuelve a la admisin.

Figura 9. Compresor de paletas.

Si, como lo muestra la figura 9, la entrada y salida se ubican simtricamente, con el mismo volumen que tiene en la admisin el gas llega a la descarga1.5.3.2.2. Tornillo.Un compresor de tornillo consta de dos rotores helicoidales de ejes paralelos, engranados entre s (ver Fig. 10) girando dentro de una carcasa o envolvente.En corte transversal, uno de los tornillos presenta lbulos y otros entrantes en que se introducen los lbulos.Figura 10. Compresor de tornillos.

El rotor de lbulos suele ser el movido por el motor y el que imprime movimiento al otro mediante el engrane. Las velocidades de rotacin suelen no ser menores de 2000 R.P.M. ni mayores de 12000 R.P.M.

Figura 11. Compresor de tornillo.El gas ingresa al interior de la carcaza por uno de los extremos de los tornillos; es atrapado en el espacio entre dos filetes consecutivos y la envolvente, y trasladado hasta la boca de salida, en el otro extremo de los tornillos.Dicho espacio conteniendo gas reduce su volumen al llegar a la pared posterior de la cmara, antes de descubrirse la lumbrera de escape.1.5.3.2.3. Lbulo.Los compresores de lbulos, tambin llamados "compresores Roots", constan de dos rotores en forma de ocho que giran, sincronizados externamente mediante engranajes, dentro de una envolvente o carcaza, dejando holguras muy estrechas contra las paredes de sta. Se usan principalmente como sopladores de baja presin, que comprimen el aire o gases desde la presin atmosfrica hasta 5 a 7 (lpcm) y, algunos hasta 25 (lpcm), y como bombas de vaco, que son en realidad compresores que funcionan con presiones de succin inferiores a la atmosfrica y con presiones de descarga iguales a la atmosfrica o un poco mayores. El gas que ingresa es atrapado entre un lbulo y la envolvente; al girar el lbulo es transportado a presin constante hasta la boca de descarga, donde pasa a tener la presin p2 .

Figura 12. Corte de compresor de lbulos.

Figura 13. Ciclo compresor de lbulos.

El ciclo tiene, en el diagrama p-V una forma rectangular (ver Fig. 13). Por lo tanto requiere mayor potencia que un reciprocante que funcione entre las mismas presiones.Estos compresores tienen, adems de las derivadas del hecho de ser rotativos, las ventajas de ser de construccin muy sencilla y de dimensiones generalmente reducidas.

1.6. Ventajas y desventajas de compresores.1.6.1. Ventajas y desventajas reciprocantes vs centrfugosTIPOVENTAJASDESVENTAJAS

RECIPROCANTES Gran flexibilidad en rango operacional Maneja mejor caudal a altas presiones Menos sensible a cambios en la composicin del gas Alto costo inicial Alto costo de mantenimiento Tamao y peso elevado Motores de baja velocidad y alto mantenimiento Mayor tiempo de parada

CENTRIFUGOS Menos costo inicial Menos costo de mantenimiento Menor tiempo parado Menor tamao y masa Motores de alta velocidad y bajo mantenimiento Lmite inferior de caudal Alto costo de potencia del motor Sensible a cambios en la composicin y densidad del gas Rango operativo limitado por golpe de ariete

1.6.2. Ventajas y desventajas axiales vs centrfugosTIPOVENTAJASDESVENTAJAS

AXIALES Alta capacidad de flujo Mejor eficiencia Menor tamao fsico y menor peso Ms fciles de manejar en paralelo Sistemas de control de flujo y anti-surge ms complejos y costosos Lmites de presin ms bajos Principalmente diseado para manejo de aire o gases limpios no corrosivos

CENTRIFUGOS El control de flujo es simple, continuo y eficiente en un alto rango Menos costoso Puede manejar suciedad, erosin y gases corrosivos Menos capacidad de flujo Menor eficiencia Mayor tamao y peso

1.7. Criterios que s Deben de Utilizar para Seleccionar un CompresorPara una mayor eficiencia en el proceso de compresin del gas natural, tiene una gran influencia los criterios que se utilicen en la seleccin del cilindro compresor, para ello se deben de tener en cuenta lo siguiente: El uso que se va a destinar y aquellos otros requerimientos relativos a presin, aire exento de aceite, etc. Mxima y mnima demanda de aire, variaciones estacinales, desarrollo futuro previsto, etc. Condiciones ambientales; los factores que hay que considerar aqu son: temperaturas extremas, grado de contaminacin del aire, altitud, etc. Clase de edificacin en la que se va a instalar el compresor; los factores a considerar son: limitaciones del espacio, carga que puede soportar el suelo, limitaciones de la vibracin, etc. Costo de la energa. Cantidad de calor que puede recuperarse. Lmites de la disponibilidad de potencia. Limitaciones de ruido Continuidad o intermitencia en la necesidad de aire. Experiencia que tiene tanto el usuario como el personal de mantenimiento.La mejor manera de producir el aire comprimido ms econmico es seleccionar el sistema correcto para su trabajo y operacin desde el principio. Existen muchos tipos de compresores de aire y cada uno se disea para una produccin y suministro de aire comprimido que satisfaga con certeza las condiciones de operacin. La mala aplicacin de un compresor constituye un costoso error. Por otra parte, la correcta aplicacin del compresor de aire puede ahorrar mucho dinero.En la seleccin del compresor, la primera decisin que se tiene que tomar es la de escoger entre un compresor porttil o uno estacionario. El compresor porttil se encuentra disponible actualmente solo en unidades de tipo rotatorio de tornillo, esto debido a que su tecnologa permite unidades pequeas en la produccin de aire. Las capacidades, mximas comerciales disponibles hoy en da andan por arriba de los 2000 CFM con motor de combustin interna y 2500 CFM con motor elctrico. Un compresor transportable (movible) puede ofrecer un gran ahorro de gastos en su instalacin, tubera y costo de inversin, debido a su flexibilidad y maniobrabilidad.1.8. Parmetros Involucrados en la Compresin del Gas NaturalEl gas natural tiene que ser comprimido para su posterior utilizacin, todo esto conlleva a que el proceso de compresin del gas natural tenga mucha importancia, como por ejemplo: Disminucin del volumen para su almacenamiento, facilidades en el transporte, utilizacin en los procesos de Inyeccin secundaria, transformacin de una forma de energa a otra. El proceso de Compresin del gas natural se puede llevar acabo en:1.8.1. Compresores ReciprocantesSu uso se sustenta, en los procesos, en los cuales los caudales de alimentacin son variables. En la industria existen compresores reciprocantes de movimiento alternativo de etapa simple o etapas mltiples. El nmero de etapas se determina por la razn de compresin

En donde: (r) representa las etapas de la compresin; (Pd) es la presin absoluta a la descarga; (Ps) es la presin absoluta a la succinUn compresor es un aparato costoso. En la parte operacional, se debe conocer algunos parmetros de mucha 1.8.1.1. Factores que influyen en la eficiencia del compresor:1.8.1.1.1. Velocidad del compresor.Tener mtodos adecuados para el conocimiento de la velocidad del compresor es de mucha importancia, en especial si se desea evitar engranaje, adems es importante saber que se est trabajando dentro de rango establecido por el compresor:1.8.1.1.2. Mtodo de sellado.Los sellos mecnicos impiden el escape de todos los tipos de fluidos, estn estos en estado gaseoso o lquido a lo largo de un eje rotatorio. Estos sellos poseen extensas aplicaciones en las industrias de procesos qumicos, en procesos criognicos y/o de alta temperatura.1.8.1.1.3. Lubricantes.La lubricacin de los sellos debe ser la adecuada, para evitar problemas operacionales.1.8.1.1.4. Caballaje.Para el normal funcionamiento del compresor es necesario que tenga una potencia mayor, a la requerida. Los fabricantes recomiendan, siempre que se disponga un caballaje de 10% adicional, por si se llegase a una descarga no prevista. 1.8.1.1.5. Presin.En el proceso de fabricacin del compresor, se realizan pruebas de presin, de tal forma que no hayan irregularidades entre la presin de operacin y presin de trabajo.1.8.1.2. Factores que Influyen en el Rendimiento del Compresor Reciprocante.Se supone que la seleccin debe estar fundamentada, en los tres criterios, que cualquier ingeniero debe manejar, que son, que el mtodo seleccionado sea de fcil aplicacin, que sea eficiente y que sea econmico. Se supone, tambin que se deben conocer algunas propiedades del gas a comprimir, como por ejemplo, peso molecular aparente, gravedad especfica, relacin de calores especficos, factor de compresibilidad a la succin y descarga, densidad del gas. Se necesita tambin conocer la capacidad y rendimiento volumtrico del cilindro compresor. El rendimiento se supone que es la cantidad real del gas entregado a una presin y temperatura dada, el mismo se puede determinar a travs de la siguiente ecuacin

Los compresores reciprocantes por tener ms partes en movimiento, tienen una eficiencia mecnica ms baja, que otros compresores .Cada cilindro consiste en un pistn, el cilindro propiamente dicho, cabezales de los cilindros, vlvulas de succin y descarga y todas las partes necesarias para convertir el movimiento de rotacin en desplazamiento positivo. Los compresores reciprocasteis impulsados por motores por encima de aproximadamente 75 (KW) van equipados por lo comn con un control de etapas. Se trata en realidad de una variacin del control de velocidad constante, en donde la descarga se realiza en una serie de etapas, que varan de la carga completa ala falta total de carga. El control de 3 etapas (carga completa, 3/4 de carga, 1/2 de Carga ,1/4 de carga y carga nula) se realiza mediante bolsas de espacio libre.Figura 14. Compresor reciprocante

Los factores que influyen en el rendimiento de los compresores reciprocantes y que de seguro influyen en la economicidad del proceso son:1.8.1.2.1. Presin de Succin (Ps).Este parmetro es de gran importancia, para el manejo de la eficiencia del proceso de compresin, en vista, que aparece involucrado varias veces, ya que aparece en el clculo de la eficiencia volumtrica, relacin de compresin y factor de compresibilidad. En forma matemtica se puede demostrar que el volumen manejado por un compresor reciprocante no es directamente proporcional a la presin de succin. Tambin el caballaje requerido para comprimir el gas no es una funcin lineal de la presin de succin, tal como el resultado es una funcin parablica.1.8.1.2.2. Presin de descarga (Pd).Este factor no es directamente proporcional a la presin de descarga. Pero, en el rango de variacin en el cual trabaja se asemeja a una lnea recta. Una situacin parecida ocurre con el caballaje requerido para comprimir el gas. 1.8.1.2.3. Temperatura de Succin (Ts).A medida que la temperatura de succin se incrementa, el volumen de compresor disminuye. La temperatura de descarga es directamente proporcional a la temperatura de succin y las cargas.1.8.1.2.4. Velocidad.La velocidad de los motores es directamente proporcional al volumen manejado y al caballaje requerido. Los parmetros restantes no se ven afectados.1.8.2. Compresores centrfugosEl compresor centrfugo est diseado para comprimir gas entre ciertos lmites de presin mediante la energa impartida a este ltimo. Esta compresin se efecta en el impulsor o rotor, cuyas paletas u hojas imparten energa al fluido, aumentando la energa cintica y la presin esttica del mismo. El gas que sale del rotor a gran velocidad, entra en el difusor que transforma esa energa cintica en presin esttica. Este compresor utiliza la tendencia centrfuga (Aunque, la tendencia centrfuga no es una fuerza, sino el resultado de la tendencia del objeto a moverse en lnea recta mientras lo atrae la fuerza centrpeta hacia el centro de rotacin). La tendencia centrfuga de un objeto es la tendencia a alejarse del centro de rotacin, o sea de la fuerza centrfuga.

El compresor centrfugo usa la relacin velocidad presin para elevar la presin del gas. El gas entra al rotor a alta velocidad en los pasajes cercanos del difusor, y donde la velocidad es disminuida rpidamente y la energa es cambiada a presin. Cambiar velocidad a presin es el primer principio de los compresores centrfugos, el segundo principio son las fuerzas de centrfugas, las cuales son generalmente por rotacin.

1.8.2.1. Utilidad del compresor centrifugoPor lo general, los compresores centrfugos son utilizados para el manejo de grandes volmenes de gases con elevaciones de presin desde 3,454 Kpa hasta varios centenares de kilo-pascales (Kpa) de presin. Tienen su mayor utilidad en la industria de compresin de gases, con el objetivo de abastecer de aire a la planta de transporte de slidos en suspensin. Tambin para abastecer de aire u oxgeno los hornos en la industria del hierro.Los compresores centrfugos pueden ser de etapa simple o mltiple dentro de una carcasa sencilla. El principio del funcionamiento es el mismo de una bomba centrfuga y su diferencia principal es la del gas manejado en un compresor centrfugo o soplador es compresible, mientras que los lquidos con los que trabaja una bomba son prcticamente incompresibles. 1.8.2.2. Condiciones para el diseo de un compresor centrfugoLas condiciones que hay que tomar en cuenta para el diseo de un compresor centrfugo son: La presin baromtrica ms baja La presin de admisin ms baja La temperatura mxima de admisin La razn ms alta de calores especficos El peso especfico menor El volumen mximo de admisin La presin mxima de descarga1.9. Ciclo de compresinEl gas natural despus de haber pasado por los separadores, deshidratadores y ser endulzado debe ser sometido al proceso de compresin, con el objetivo de realizar un trabajo en el gas de tal manera que se incremente la energa total, y desde luego se aumente la presin del fluido en estado gaseoso. En la figura 15 se presenta un ciclo de compresin para una mezcla de gas natural.En la Etapa I, que corresponde a la (trayectoria AB): Aqu el gas es admitido a travs de las vlvulas de succin. El valor de la presin en este punto se conoce como Presin de succin y se simboliza como (PS). En forma simultnea el pistn se dirige hacia la otra cara del cilindro Cuando el pistn alcanza el tope de su recorrido, el cilindro queda lleno de gas, caudal que corresponde al (V1).

Figura 15. Ciclo de compresin de gas ideal

Etapa II (trayectoria BC). Aqu el pistn invierte su direccin de movimiento y acta sobre el volumen de gas (V1) comprimindolo de la presin de succin hasta una presin. Denominada Presin de Descarga, y que se simboliza como (PD).Etapa III (trayectoria CD). Esta etapa se inicia, justo en el momento en que la presin de descarga se hace igual a una presin existente en la lnea de descarga, y que hace que el proceso de compresin se realice, el pistn continua movindose desplazando el volumen de gas comprimido (V2) a la presin constante de descarga (PD).Etapa IV (Trayectoria DA). Esta etapa comienza cuando nuevamente el pistn cambia de sentido de movimiento. En esta etapa se cierra la vlvula de descarga y se abre la vlvula de succin, para dar inicio a un nuevo ciclo de compresin todas las etapas mostradas en la figura 15 son vlidas para un gas ideal.En la figura 16 se presenta un ciclo de compresin para un gas real.En este caso al igual que en la figura 8 existen cuatro etapas. La mayor diferencia entre las figuras 15 y 16 se presenta en la cuarta etapa. En la figura 15 esta etapa es casi instantnea debido a que no existe un volumen muerto. Mientras que en la figura 16 por haber volumen muerto, hace que al completarse la etapa de descarga queda un volumen remanente de gas entre la cara activa del pistn y el extremo del cilindro. Esto indica que necesariamente deben de haber prdidas en las vlvulas de succin y descarga.Figura 16. Ciclo de compresin de un gas real

BIBLIOGRAFIA Norma ISO 1217 (1986): "Displacement Compressors. Acceptance Tests". 2- Avallone, E.; Baumeister, T.: "Mark's Standard Handbook for Mechanical Engineers". 10 ed., 1996, Mc.Graw-Hill, USA, cap. 14. 3- P. Chambadal: "Los Compresores", Ed. Labor, Barcelona, 1973. 4- V.M. Cherkasski: "Bombas, Ventiladores, Compresores". Ed. MIR, Mosc, 1986. 5- P.A. TThompson: "Compressible-Fluid Dynamics", Ed. Mc Graw-Hill, 1972, USA. Dr. Fernando Pino Morales: Curso gasotecnia (063-3423) Unidad IX, Maturin, Monagas,Venezuela