Compressor (màquina)
Un compressor és una màquina tèrmica dissenyada per a aumentar la pressió de cert tipo de decorreguts cridats compresibles, tals com gasés i vapors. La compressió es realisa per mig d'un intercanvi d'energia entre la màquina i el decorregut, en el qual el treball realisat pel compressor és transferit al decorregut aumentant la seua pressió i energia cinètica impulsant-li a fluir.
De la mateixa manera que les bombes, els compressors també desplacen decorreguts, pero a diferència de les primeres que són màquines hidràuliques, estos són màquines tèrmiques, ya que utilisa un decorregut compresible, sofrix un canvi apreciable de densitat i, generalment, també de temperatura; a diferència dels ventiladorés i els sopladores, els quals impulsen decorreguts, pero no aumenten la seua pressió, densitat o temperatura de manera considerable.
Història
[editar | editar còdic]En l'antiguetat els ferrers solien bufar per a intensificar el fòc i facilitar la forja del ferro. Els manches inhalaven aire en la seua expansió, que després es exhalaba per mig d'una chicoteta obertura al final, conseguint la cantitat d'oxigen insuflado en un sector específic. En el temps va millorar la forma de realisar el bufat, i els grecs i romans utilisaven manches per a la forja de ferro i se sap de diversos mecanismes hidràulics i de mancha per a accionar òrguens musicals.
Durant el XVII, l'ingenier físic alemà Otto von Guericke va experimentar i va millorar els compressors atmosfèrics. En 1650, Guericke va inventar la primera bomba d'oxigen, la qual podia produir un buit parcial i von Guericke va usar açò per a estudiar el fenomen del buit i el paper de l'oxigen en la combustió i la respiració.
En 1829 va ser patentada la primera fase o component del compressor atmosfèric. Dit component comprimia oxigen per mig de l'acció de cilindres successius. Per a 1872 l'eficiència del compressor va ser millorada per mig del refredat dels cilindres per aigua, que va causar a la seua volta l'invenció de cilindres d'aigua.
Un dels primers usos moderns dels compressors atmosfèrics va ser per a proveir aire respirable als buços de mars profundes. Cap a 1943 els buços varen començar a amprar compressors atmosfèrics. Per la seua banda els miners varen utilisar motors de vapor per a produir suficient pressió per a operar les seues taladros, inclús quan dit dispositius provaven ser extremadament perillosos.
En l'invenció del motor de combustió interna, es va crear un disseny totalment nou de compressors atmosfèrics. En 1960 els llava-autos d'autoservicis, alta-pressió i «fes-ho tu mateixa» es varen fer populars gràcies als compressors atmosfèrics.
Els compressors atmosfèrics es poden conseguir en la seua presentació elèctrica o de gasolina, sent més accessibles per a consumidors hogareños. En un compressor atmosfèric un émbolo bombeja aire i ho comprimix dins d'un tanc a certa pressió, a on es manté fins que és requerit, per eixemple, per a inflar cobertes de vehículs o accionar ferramentes neumàtiques. En este sentit l'aire comprimit és una font d'energia sumament important i hui en dia la seua eficiència, el seu baix nivell de contaminació i la seua accessibilitat ho fan popular.
Tipos de compressors
[editar | editar còdic]
Els compressors es classifiquen segons el método d'intercanvi d'energia. Hi ha diferents tipos de compressors atmosfèrics, pero tots realisen el mateix treball: prenen aire de l'atmòsfera, ho comprimixen per a realisar un treball i ho retornen per a ser reutilisat.
El compressor de desplaçament positiu: les seues dimensions són fixes. Per cada moviment de l'eix d'un extrem a l'un atre es produïx la mateixa reducció en volum i el corresponent aument de pressió (i temperatura). Normalment són utilisats per a altes pressions o volums menuts d'aire a comprimir. Per eixemple el inflador de la bicicleta. També existixen compressors dinàmics. El més simple és un ventilador que usem per a aumentar la velocitat de l'aire al nostre entorn i refrescar-nos. S'utilisa quan es requerix molt volum d'aire a baixa pressió.[1]
- El compressor de émbolo: és un compressor atmosfèric simple. Un refillol impulsat per un motor. (elèctric, diésel, neumàtic) és impulsat per a alçar i baixar el émbolo dins d'una cambra o cilindre. En cada moviment cap a avall del émbolo, l'aire és introduït a la cambra passant per una vàlvula d'admissió. En cada moviment cap a dalt del émbolo, la vàlvula d'admissió es tanca, es comprimix l'aire i una atra vàlvula és oberta per a evacuar les molècules d'aire comprimides. L'aire comprimit es conduïx per una canonada a un depòsit de reserva. Este depòsit permet el transport de l'aire comprimit per mig de distintes mànegues. La majoria dels compressors atmosfèrics d'us domèstic són d'este tipo.
- El compressor de pistón:[2] és en essència una màquina en un mecanisme pistón-biela-cigonyal. Tots els compressors es accionan per alguna font de moviment externa. Lo comú és que estes fonts de moviment siguen motors, tant de combustió com a elèctrics. En l'indústria es mouen compressors accionados per màquines de vapor o turbines. En este cas, quan el cigonyal gira, el pistón descendix i crea buit en la cambra superior, este buit actua sobre la vàlvula d'admissió (esquerra), es venç la força eixercida per un resort que la manté apretada al seu assent, i s'obri el pas de l'aire des de l'exterior per a omplir el cilindre. El propi buit, manté tancada la vàlvula d'eixida (dreta).[3]
Durant la carrera de descens, tot el cilindre s'ompli d'aire a una pressió propenca a la pressió exterior. Després, quan el pistón comença a pujar, la vàlvula d'admissió es tanca, la pressió interior comença a pujar i esta venç la força del moll de recuperació de la vàlvula d'escape o eixida, en lo que l'aire és obligat a eixir del cilindre a una pressió alguna cosa superior a la que existix en el conducte d'eixida.
Llevat en casos especials, en el cos del compressor hi ha oli per a lubricar les parts en rozamiento, aixina com aumentar el sellaje dels anells del pistón en el cilindre. Este oli no existix en els compressors de tipo mèdic, usat en la respiració assistida, degut a que sempre l'aire d'eixida conté certa cantitat d'ell o els seus vapors.
Els compressors de doble etapa, treballen en el mateix sistema simple de pistón-biela-cigonyal, en la diferència que ací treballen dos pistones, un d'alta i un atre de baixa pressió. Quan el pistón d'alta pressió (dreta) expulsa l'aire, ho mana a un atre cilindre de menor volum. En tornar a recomprimir l'aire, alcancem pressions més elevades.
- El compressor de tornell (caragol): Encara més simple que el compressor de émbolo, el compressor de tornell també és impulsat per motors (elèctrics, diésel, neumàtics, etc.). La diferència principal radica que el compressor de tornell utilisa dos tornells llarcs per a comprimir l'aire dins d'una cambra llarga. Per a evitar el dany dels mateixos tornells, oli és insertat per a mantindre tot el sistema lubricado. L'oli és mesclat en l'aire en l'entrada de la cambra i és transportat a l'espai entre els dos tornells rotatoris. En eixir de la cambra, l'aire i l'oli passen a través d'un llarc separador d'oli a on l'aire ya passa llest a través d'un chicotet orifici filtrador. L'oli és gelat i reutilisat mentres que l'aire va al tanc de reserva per a ser utilisat en el seu treball.
- Sistema pendular Taurozzi: consistix en un pistón que es balanceja sobre un eix generant un moviment pendular exent de rozamientos en les parets internes del cilindre, que permet treballar sense lubrificant i alcançar temperatures de mescla molt majors.
- Alternatius o reciprocantes: utilisen pistones (sistema bloc-cilindre-émbolo com els motors de combustió interna). Òbrin i tanquen vàlvules que en el moviment del pistón aspira/comprimix el gas. És el compressor més utilisat en potències menudes. Poden ser del tipo hermètics, semiherméticos o oberts. Els de us domèstic són hermètics, i no poden ser intervinguts per a reparar-los. Els de major capacitat són semiherméticos o oberts, que es poden desarmar i reparar.
- D'espiral (orbital, scroll).
- Rotatiu de paleta: en els compressors de paleta la compressió es produïx per la disminució del volum resultant entre la carcassa i l'element rotatiu l'eix del qual no coincidix en l'eix de la carcassa (abdós eixos són excèntrics). En estos compressors, el rotor és un cilindre buit en estrías radials en les que les pala (1 o vàries) comprimixen i ajusten els seus extrems lliures a l'interior del cos del compressor, comprimint aixina el volum atrapat i aumentant la pressió total.
- Rotatiu-helicoidal (tornell, screw): la compressió del gas es fa de manera contínua, fent-ho passar a través de dos tornells giratoris. Són de major rendiment i en una regulació de potència senzilla, pero la seua major complexitat mecànica i cost fa que s'ampre principalment en elevades potències, solament.
- Rotodinámicos o turbomáquinas: utilisen un rodete en pala o álabes per a impulsar i comprimir al decorregut de treball. A la seua volta estos es classifiquen en axials i centrífugos.
Referències
[editar | editar còdic]- Este artícul conté una traducció derivada de «Compresor (máquina)» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.