Compresor centrífugo | ¿Cómo funciona un Compresor centrífugo? Los compresores

son máquinas utilizadas para comprimir y transferir fluidos (es decir, aire o gas) de un lugar a otro. Hay varios tipos de compresores, y un compresor centrífugo es uno de ellos. Los compresores centrífugos son los más utilizados en todo el mundo. La razón principal es que la construcción de estos compresores es muy fácil. En este artículo, explicaré los diferentes aspectos del compresor de aire centrífugo, incluidos su principio de funcionamiento, tipos y componentes.

¿Qué es un Compresor Centrífugo?

Un compresor centrífugo es un dispositivo mecánico que comprime un fluido con la ayuda de la aceleración radial del impulsor, que está rodeada por la carcasa del compresor. En un compresor centrífugo, el aire o el gas entra axialmente en el impulsor y descarga radial. Por lo tanto, también se llama compresor radial.

En el compresor centrífugo, el impulsor aumenta la velocidad del fluido de trabajo (gas o aire) convirtiendo la energía cinética del aire/gas en velocidad. Y el difusor convierte aún más la velocidad del aire o el gas en energía de presión. Los compresores centrífugos radiales tienen una relación de alta presión más alta con un caudal bajo, que es la principal ventaja sobre los compresores axiales.compresor centrífugo

Un compresor centrífugo es un dispositivo en el que un vapor específico o un gas específico se comprime con la ayuda del impulsor del compresor. Estos compresores se pueden organizar en varias etapas si se necesita más compresión. Cada etapa es parte del aumento de presión total.

Dependiendo de los requisitos de presión para diferentes funciones, se pueden conectar varias etapas en serie para alcanzar la presión requerida. Estos compresores de etapas múltiples se utilizan para aplicaciones en las industrias de procesamiento de gas & petróleo. Por otro lado, las plantas de tratamiento de aguas residuales utilizan aplicaciones de baja presión de una sola etapa para lograr la relación de presión requerida.

En estos compresores, la velocidad aumenta con la ayuda de un impulsor que proporciona energía cinética al gas o al aire. Luego, cuando el caudal del difusor disminuye, esta energía cinética se convierte en la velocidad del fluido. A continuación, el difusor convierte esta velocidad en un aumento de la energía de presión.

Lea también: Diferentes tipos de compresores

Principio de funcionamiento del compresor centrífugo

El principio de funcionamiento del compresor centrífugo es un poco diferente de un compresor rotativo o alternativo.

Un compresor centrífugo funciona de la siguiente manera:

• En el arranque, el aire se introduce desde el tanque de aire o cualquier otra fuente en el compresor centrífugo.
• Después de entrar en el compresor, golpea el impulsor. Este impulsor tiene múltiples palas radiales que giran con la rotación del impulsor.
• A medida que el aire golpea las cuchillas radiales del impulsor, el aire empuja por fuerza centrífuga hacia el centro del impulsor.
• Después de golpear, las palas del impulsor proporcionan energía cinética al aire; debido a eso, su velocidad aumenta.
• Después de pasar a través del impulsor, el aire entra en el área del difusor. Este difusor tiene furgonetas estacionarias. Después de entrar en el área del difusor, la velocidad o velocidad del flujo de aire comienza a disminuir.
• De acuerdo con el principio de Bernoulli, el cuadrado de velocidad es inversamente proporcional a la presión. La carcasa de voluta o difusor convierte la mayor velocidad del aire en energía de presión antes de que el aire se introduzca en el centro del impulsor. En la mayoría de las condiciones, el aumento de la presión del impulsor será aproximadamente igual al aumento de la presión del difusor.

En realidad, el difusor es una parte estática (estacionaria) del compresor que acompaña el flujo de aire a medida que sale del rotor. Esta desaceleración de la velocidad conduce finalmente a un mayor aumento de la presión. El difusor y el rotor o impulsor representan aproximadamente el 35% y el 65% de la presión total generada por el compresor. El compresor centrífugo afecta fuertemente el proceso de compresión de aire.

Para una mejor comprensión, vea el siguiente video:

¿Sabe: Cómo funciona un compresor alternativo?

Piezas del compresor centrífugo

Hay cuatro componentes principales del compresor de aire centrífugo que se dan a continuación:

1. Impulsor
2. Carcasa
3. Difusor
4. Válvulas/puertos de entrada y salida
5. Colector

1) Rotor o impulsor

El rotor o impulsor es una de las partes más importantes de un compresor centrífugo. Un impulsor o rotor de compresor de aire centrífugo es un disco con un conjunto de llave unido al eje del compresor. Diferentes números de cuchillas curvas se unen a este disco.

Estas cuchillas proporcionan un canal de difusión para el gas de trabajo o el aire. El número de estas cuchillas curvas varía de aproximadamente 15 a 20 en un solo impulsor del compresor centrífugo.

El impulsor del compresor da velocidad o velocidad al aire o al gas a través de las furgonetas unidas al disco giratorio. Estas cuchillas se pueden inclinar hacia atrás, radialmente o hacia adelante en función del rendimiento requerido. La mayoría de los compresores de varias etapas utilizan cuchillas inclinadas hacia atrás para obtener la máxima eficiencia.

2) Carcasa o carcasa

Los componentes del compresor centrífugo indicados anteriormente (indicados en el diagrama esquemático) están protegidos en su mayoría por una carcasa. Básicamente, la carcasa es una forma apretada del aire ( o cualquier otro fluido) alrededor del impulsor.

La carcasa se diseña de tal manera que la energía cinética del aire se descarga en el puerto de descarga del impulsor, pero esta energía cinética se convierte en presión antes de que el aire salga de la carcasa. La carcasa consta de varios rodamientos que soportan el rotor axial y radialmente. Está hecho de acero o hierro fundido.

La carcasa tiene dos tipos principales:

1. Divisiones verticales
2. Divisiones horizontales

3) Difusor

El impulsor envía el aire al canal del difusor a velocidades muy altas. Este difusor afecta normalmente a las dos paredes que componen el canal radial. Estas disposiciones ralentizan el aire o el gas y convierten la presión dinámica en presión estática.

El canal difusor es un pequeño espacio entre membranas adyacentes que normalmente giran el flujo de aire 180 grados para guiarlo al siguiente corredor. Este es un componente del compresor centrífugo antes de la sección de salida. Después de la sección del difusor, el aire o el gas entra en el colector.

4) Colector

Después del último impulsor, el aire o el gas se recogen y dirigen hacia la sección de salida. El componente utiliza para acumular el aire o gas emitido por el difusor conocido como colector. También se conoce como pergamino o voluta.

Un colector también puede tener válvulas y otros dispositivos para controlar el compresor. El colector es el último componente del compresor centrífugo. Una tubería de suministro se conecta con el colector desde donde el aire presurizado o cualquier otro fluido se descarga y se transfiere a la ubicación o sección deseada.

5) Palas del impulsor

Estas palas se conectan con la rotación del impulsor. El objetivo principal de estas cuchillas es proporcionar energía cinética al fluido de trabajo y aumentar su velocidad.

Más información: Tipos de compresores de desplazamiento positivo

6) Puerto de entrada y salida

El puerto de entrada del compresor se utiliza para aspirar el aire o el gas dentro del compresor. Por el contrario, el puerto de salida se utiliza para descargar el aire o gas presurizado.

Tipos de compresor centrífugo

El compresor centrífugo tiene los siguientes tipos principales:

1. Compresor de una etapa
2. Compresor de etapas múltiples

El principio de funcionamiento de estos compresores es el mismo, pero su construcción es un poco diferente entre sí.

1. Compresor de una sola etapa

Un compresor de una sola etapa tiene un solo canal que mueve aire o gas en relaciones de presión de hasta 3:1 para trabajos de presión o vacío. Se cree que estos tipos de compresores tienen una estructura de viga o una disposición de impulsor suspendido.

En este tipo de compresor, el impulsor en el eje no motriz. Una de las principales ventajas de estos compresores sobre los compresores de etapas múltiples es que ofrecen una alta eficiencia y el gas producido es completamente libre de sobretensiones y aceite.

El compresor de una etapa también tiene los siguientes tipos adicionales:

i) Compresores de una etapa voladizos

En este compresor, el impulsor se ubica en el extremo no accionado del eje (fuera del cojinete radial en el extremo no accionado). Estos compresores tienen boquillas de succión de flujo axial que ofrecen un rango de trabajo más amplio y una eficiencia superior.

Estos compresores centrífugos se diseñan principalmente para aplicaciones de alto caudal y baja altura. El flujo del compresor está regulado por válvulas de mariposa,válvulas de succión / descarga o cuchillas de guía de entrada.

Leer Más: Funcionamiento del compresor de una etapa

ii) Compresores de una etapa con engranaje integral

Este compresor de una etapa con caja de cambios integrada tiene un impulsor semiabierto suspendido. El impulsor voladizo se encuentra directamente en el eje de alta velocidad de la caja de cambios.

Puede procesar caudales de gas iguales a 300.000 m3 / h, presiones de suministro de hasta 50 bar y relaciones de presión de hasta 3,5. Estos compresores se utilizan para el tratamiento de servicios con aire o gas de proceso limpio.

Compresor de etapas múltiples

El compresor de etapas múltiples consta de 1 a 10 impulsores y puede organizarse de acuerdo con varios patrones de ruta de flujo. En cada etapa, se asume que la relación de compresión y la temperatura son constantes.

Estos compresores se pueden instalar en arreglos de doble flujo, compuestos y directos. Este compresor también considera que tiene un diseño de tipo viga, pero el corredor se encuentra entre los rodamientos radiales.

Los compresores de etapas múltiples también tienen los siguientes tipos principales:

1. Compresores con engranajes integrales
2. Compresor de tuberías
3. Compresores con carcasa de campana
4. Compresores de carcasa dividida verticalmente
5. Compresores de carcasa dividida horizontalmente

i) Compresor de carcasa dividida horizontalmente

En un compresor con carcasa dividida horizontalmente, la carcasa o carcasa cilíndrica se divide en dos partes:

• Mitad inferior
• Mitad superior

La ventaja de estos tipos es que el mantenimiento de las partes internas se puede completar simplemente quitando la parte superior. Debido a esto, la mayoría de las conexiones de tubería, a excepción de las conexiones de E/S de proceso principales, se muestran en la parte inferior. Las conexiones de entrada/salida de proceso clave se utilizan mejor en la mitad inferior, pero también se pueden usar en la mitad superior.

Estos tipos de compresores centrífugos tienen una alta fiabilidad y una alta eficiencia. Estos tienen un diseño fácil. Los compresores de carcasa dividida horizontal se utilizan para aplicaciones como metalurgia, minería, química y petróleo & industrias de gas.

Más información: Diferentes tipos de compresores de desplazamiento positivo

ii) Compresores de carcasa dividida verticalmente

El compresor de carcasa dividida verticalmente consta de un cilindro cerrado con dos tapas de extremo (también conocido como barril). La ventaja de la junta dividida verticalmente es que tiene resistencia a alta presión debido a su estructura de una sola pieza con sellos de brida probados convencionalmente en ambos extremos.

Estos compresores se utilizan para las industrias de alimentos, energía y petróleo & gas. Estos también se utilizan para plataformas marinas.

iii) Compresor con carcasa de campana

Este es un compresor vertical dividido o de barril. A alta presión, este compresor tiene una carcasa en forma de campana que se cierra con anillos de corte en lugar de tornillos.

iv) Compresor de tuberías

Tienen una carcasa en forma de campana con una sola tapa de extremo vertical. En su mayoría, estos compresores se utilizan para transportar gas natural. Por lo general, tienen boquillas de entrada y salida laterales ubicadas en direcciones opuestas para simplificar la instalación en un gasoducto de gas natural. Las entradas axiales también se pueden usar si la relación de presión lo permite para un solo corredor.

Estos compresores generalmente se diseñan para controlar la presión hasta 100 bar. El compresor de tuberías tiene una alta capacidad para controlar un flujo adecuado de alta eficiencia. Estos tienen un alto caudal y una baja relación de compresión.

v) Compresores multietapa con engranaje integral

Este compresor de aire centrífugo se utiliza en aplicaciones de alto flujo/baja presión o bajo flujo / alta presión. Este compresor tiene engranajes grandes y de 1 a 4 piñones de alta velocidad. Puede conectar uno o dos impulsores a cada eje de piñón.

Ventajas y desventajas del compresor centrífugo

Las ventajas y desventajas del compresor centrífugo se dan a continuación:

Ventajas de los compresores centrífugos

1. A un bajo caudal, ofrece una relación de alta presión.
2. Estos compresores son fáciles de diseñar en comparación con los compresores de desplazamiento positivo.
3. Estos son más confiables que los compresores alternativos o rotativos.
4. No necesitan ninguna base en particular.
5. Estos compresores son de naturaleza exenta de aceite.

Desventajas de los compresores centrífugos

1. Es menos flexible que los compresores PD.
2. Estos tienen problemas de cavitación.
3. No tiene capacidad de autocebado.
4. Funcionan a velocidades relativamente altas y requieren clarificación o instalación a largo plazo.

Aplicaciones de compresores centrífugos

1. Se utiliza con turbinas de gas.
2. En motores de automoción.
3. Estos compresores se utilizan en sobrealimentadores.
4. Estos compresores se utilizan en plantas químicas, plantas petroquímicas, plantas de procesamiento de gas natural y refinerías de petróleo.
5. Se utiliza en plantas de separación de aire para fabricar gases de producto final purificados.
6. Los compresores de tuberías transfieren gas natural del taller al consumidor.

Diferencia entre el compresor centrífugo y la bomba centrífuga

El principio de funcionamiento de la bomba centrífuga y el compresor centrífugo es casi el mismo. La principal diferencia es que la bomba utiliza para bombear diferentes líquidos de un lugar a otro, mientras que el compresor utiliza para comprimir los gases o el aire.

Leer Más: Funcionamiento de la bomba centrífuga

Diferencia entre el Compresor Centrífugo y el Compresor alternativo

Compresor Alternativo	Compresor Centrífugo
El aire se extrae en diferentes cámaras.	El aire se dibuja entre las palas de un impulsor.
la Presión es variable.	En este tipo, la presión permanece constante.
Estos compresores no pueden ofrecer un caudal libre pulsante.	Proporciona un flujo libre pulsante.
Compresores de efecto simple y doble efecto STI ejemplos.	Compresores axiales y radiales son sus ejemplos.
Menos eficiente.	Más eficiente.
tiene menos fiabilidad.	Este compresor dinámico tiene más fiabilidad.
El caudal másico y la temperatura de admisión no afectan el rendimiento.	El caudal másico y la temperatura de entrada afectan directamente al rendimiento del compresor.
La velocidad del fluido no necesita ser de alto.	La velocidad del fluido debe ser alto.
El fluido se imparte directamente en la energía de presión.	El fluido proporciona energía cinética que se convierte en energía de presión.
Un compresor alternativo aumenta la presión del aire al reducir su volumen.	El compresor centrífugo comprime el aire mediante la transferencia de energía desde un impulsor giratorio.
tiene un alto costo inicial.	tiene un bajo costo inicial.
Este compresor requiere un alto costo de mantenimiento que un compresor centrífugo.	Necesita un bajo costo de mantenimiento.
Estos compresores no tienen problemas de cavitación.	Estos tienen problemas de cavitación.
Un compresor alternativo requiere un alto mantenimiento.	necesita poco mantenimiento.

Sección de preguntas frecuentes

¿Qué está surgiendo en el compresor centrífugo?

¿Para qué se utilizan los compresores centrífugos?

¿Quién inventó el Compresor Centrífugo?

En este artículo, discutimos a fondo el compresor centrífugo y su principio de funcionamiento. Espero que después de leer este artículo, tengas claro todo lo relacionado con este tema. Si tiene alguna pregunta en su mente, no dude en ponerse en contacto conmigo sin dudarlo. Haré todo lo posible para que vuelvas lo antes posible con tu respuesta.

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