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Compresor de pist贸n

Un聽compresor de pist贸n,聽compresor volum茅trico alternativo o compresor de 茅mbolo聽es un compresor de gases que funciona por el desplazamiento de un 茅mbolo dentro de un cilindro (puede tener varios) movido por un聽cig眉e帽al聽para obtener gases a alta presi贸n.聽El gas a comprimir entra, a presi贸n ambiental, por la v谩lvula de admisi贸n en el cilindro, donde se comprime con el pist贸n, que tiene un movimiento alternativo mediante un cig眉e帽al y un聽biela, y se descarga, comprimido, por la v谩lvula de descarga.

Es uno de los compresores m谩s antiguos y conocidos, aunque hoy se emplean especialmente los compresores rotativos. El principio de funcionamiento del compresor alternativo, basado en el desalojamiento del aire por el 茅mbolo, permite fabricar m谩quinas con peque帽o di谩metro y un recorrido insignificante del pist贸n, que desarrollan alta presi贸n con un caudal relativamente peque帽o.

Los compresores de pistones pueden clasificarse atendiendo a distintas caracter铆sticas:

Por el n煤mero de cilindros:

  • Monocil铆ndricos.
  • Bicil铆ndricos.
  • Policil铆ndricos

Por la forma de trabajar el 茅mbolo:

  • De simple efecto: la compresi贸n se efect煤a por una cara del pist贸n.
  • De doble efecto: la compresi贸n se realiza por las dos caras del pist贸n

Por el n煤mero de etapas empleadas en la compresi贸n:

  • Monoet谩pico.
  • Biet谩picos.
  • Poliet谩picos.

Por la disposici贸n de los pistones:

  • 聽Horizontales.
  • Verticales.
  • En V.
  • A escuadra.

Compresor de pist贸n

Los compresores monoet谩picos son de poca potencia. La presi贸n final alcanzada es de 4 a 5 bares, con una temperatura de salida entorno a los 180潞C (卤20潞C). La refrigeraci贸n es por aire. Los compresores biet谩picos son los m谩s utilizados. Primero se llega de 2 a 3 bares para luego alcanzar unos 8 bares, con una temperatura de salida de 150潞C (卤15潞C). La refrigeraci贸n puede ser por aire con un ventilador o por una corriente de agua.

Algunos de los compresores m谩s habituales en el mercado presentan las siguientes caracter铆sticas:

  • De simple efecto, monoet谩picos y refrigeraci贸n por aire: capacidad hasta 1 m3/min, relaci贸n potencia (CV)/capacidad (m3/min) inferior a 10.
  • De simple efecto, biet谩picos y refrigeraci贸n por aire: capacidad de 2 a 10 m3/min, relaci贸n potencia (CV)/capacidad (m3/min) de 7,5 a 8,5.
  • De doble efecto, biet谩picos y refrigeraci贸n por agua: capacidad de 10 a 100 m3/min, relaci贸n potencia (CV)/capacidad (m3/min) de 6,5 a 7,5.

 

En la Figura siguiente se representan las cuatro fases del ciclo termodin谩mico que se desarrollan en el caso m谩s simple de un compresor monoet谩pico de un cilindro de simple efecto.

  • Fase 1, admisi贸n (4-1): Con la v谩lvula de aspiraci贸n abierta, el pist贸n situado en el punto 4 inicia su avance hasta el 1 en el que se cierra la v谩lvula. Entra aire a una presi贸n P1.
  • Fase 2, compresi贸n (1-2): Al cerrarse la v谩lvula de admisi贸n, el pist贸n retrocede hasta 2 y el aire se comprime hasta la presi贸n P2.
  • Fase 3, expulsi贸n (2-3): En 2 se abre la v谩lvula de expulsi贸n y el pist贸n al seguir retrocediendo hasta 3 va expulsando el aire y dejando el volumen V3 correspondiente al espacio muerto del cilindro.
  • Fase 4, expansi贸n (3-4): En 3 se cierra la v谩lvula de expulsi贸n y el aire encerrado en el cilindro se expansiona haciendo avanzar el pist贸n hasta 4. En ese instante se abre la v谩lvula de admisi贸n, reinici谩ndose de nuevo el ciclo.

 

Ciclo termodinamico piston

Ciclo termodin谩mico de un compresor alternativo de un cilindro

Os dejo a continuaci贸n una animaci贸n sobre un compresor de pist贸n de doble efecto:

Tambi茅n os dejo una presentaci贸n del profesor Pedro Loja sobre el compresor de pist贸n:

Referencias:

YEPES, V.; MART脥, J.V. (2017).聽M谩quinas, cables y gr煤as empleados en la construcci贸n.聽Editorial de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

15 febrero, 2018
 
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