COMPRESORES

La compresión de gases y vapores es una operación importante en plantas de proceso.
La compresión puede llevarse a cabo mediante los siguientes tipos de compresores
1. Reciprocante
2. Centrífugo
3. Flujo axial. Se utilizan en la construcción y en aplicaciones industriales que requieren aire comprimido hasta 500 lb/pulg^2 (3,4 MPa) con una entrega de hasta 20 000 cfm (4,9 m^3/s). 

a. CONSIDERACIONES GENERALES PARA COMPRESORES
Al especificar un compresor, el paso mas importante es identificar a partir del balance de materiales, los flujos máximo y mínimo de entrada o succión, junto con las condiciones de temperatura y presión.
 a.1. Propiedades del fluido
 Son importantes en el establecimiento de la operación del equipo de compresión. Siempre que sea  posible se debe darse el análisis del fluido.
 a.2.Compresibilidad
 Considerando la compresibilidad los volúmenes son corregidos para cada condición de entrada a la  primera etapa y las subsecuentes.
 a.3.Naturaleza corrosiva
 Deben identificarse los fluidos corrosivos o contaminantes. 
 a.4. Mezclas
 Las mezclas en un gas pueden contener vapor de agua proveniente del aire o de un lavador de gases,  o algún otro vapor condensable.
 a.5. Condiciones especiales
 Debe especificarse la caída de presión límite entre etapas. Usualmente puede ser tolerada una caída de presión de 3 – 5 psig entre etapas para la mayoría de condiciones.
1. COMPRESOR RECIPROCANTE. Es una unidad de desplazamiento positivo con la presión sobre el fluido desarrollada dentro de una cámara cilíndrica por la acción de un pistón o émbolo.
Los componentes típicos de un compresor reciprocante son:
A. Cilindros
B. Armazón
Características de operación de un compresor
*Desplazamiento del pistón. El volumen actual del cilindro dado como el desplazamiento del pistón es dado desde el inicio de la compresión (condición 1) a la final del golpe (condición 3).
Razón de compresión. Es la razón, Rc, de la presión absoluta de la descarga a la presión absoluta de succión del cilindro.
P2 /P1 = Rc
donde: P1 = Presión inicial de succión, unidades absolutas
P2 = Presión de descarga, unidades absolutas
Capacidad actual o entrega actual, Va
Este es el volumen de gas medido a la entrada de la primera etapa de un compresor de simple o múltiple etapa, y a la temperatura y presión de entrada, pies3/min.
                                                       Va = PD (Ev)
Volumen libre
Es el volumen del cilindro no utilizado durante la compresión. Este consiste del volumen entre el final del cilindro y el pistón.
Porcentaje de volumen libre
El porcentaje de volumen no ocupado con respecto al desplazamiento del pistón y está dado por:
                                                  Vpc = /PDVc*100 
Calculado para cada cilindro
donde: 
Vc = Volumen libre, pulgadas^3
Vpc = Porcentaje de volumen libre.
PD’= Desplazamiento del pistón, pulgadas^3
Eficiencia volumétrica
La eficiencia de la operación de un cilindro está dada por:
eficiencia volumétrica puede ser expresada como:
E= Volumen actual que entra al cilindro (a condiciones de entrada)/PD (desplazamiento del pistón)
Eficiencia de compresión (adiabática)
Es la razón entre la potencia teórica para la compresión a la potencia indicada en el cilindro.
ηa =Potencia teórica para la compresión (ideal)/Potencia para la operación actual
Eficiencia mecánica
Es la relación entre la potencia indicada en el cilindro al caballaje de freno.
                                 ηm =Potencia para la compresión/Potencia dada al compresor
Velocidad del pistón
La velocidad del pistón es una guía muy usada para establecer los límites relativos sobre la selección de un cilindro de compresión.
                              Velocidad del pistón = (s)rpm/6, pies/minuto
Potencia
Es el trabajo hecho en un cilindro sobre el gas por el pistón conectado al motor durante el ciclo de compresión completa.
2. COMPRESOR CENTRÍFUGO
El compresor centrífugo es muy usado para la compresión de gases y vapores. Se ha demostrado su economía en muchas aplicaciones, particularmente cuando se manipulan grandes volúmenes a presiones moderadas.
Consideraciones mecánicas
Un compresor centrífugo eleva la presión del gas mediante la aceleración del gas a medida que este fluye radialmente a través del impulsor, y convierte esta energía de velocidad en presión al pasar a través de la sección del difusor.
Las partes mas significantes del compresor centrífugo son:
*Casco.
*Diafragmas y difusores.
*Empaquetaduras.
*Impulsor.
Especificaciones
Los compresores centrífugos no son unidades en las cuales las compañías de procesos o sus ingenieros deban intentar diseñarlos con gran detalle.
En razón de intentar especificar un compresor centrífugo se debe considerar la siguiente información:
Velocidades de flujo y Condiciones de Succión.
Condiciones de descarga.
Agua de enfriamiento.
Leyes de afinidad
Las leyes de afinidad expresan las relaciones entre la columna, capacidad
(caudal), velocidad y tamaño de sopladores y compresores centrífugos.
3. COMPRESOR AXIAL
El compresor axial
Es usualmente una máquina simple sin enfriamiento, consistiendo de un rotor que gira en el interior de un casco horizontal. El tamaño de estos compresores es mucho mayor que el compresor centrífugo.
La operación de un compresor axial consigue aumentar aproximadamente la mitad de la presión a medida que el gas pasa a través de las aspas estacionarias y la otra mitad a través de las aspas rotatorias.
Velocidad del gas. Varía entre 300 a 450 pies/seg.
Etapas. Según los métodos cortos un compresor axial requiere el doble de etapas que un compresor centrífugo para el mismo proceso.
Eficiencia. La eficiencia de un compresor axial es alrededor de 8 a 10 por ciento más alta que para un compresor centrífugo.
Volumen. El tamaño es determinado por el volumen de entrada, este es generalmente más pequeño que un compresor centrífugo.

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