UniversidadSimnBolvarDepartamentodeConversinyTransportedeEnerga

MquinasVolumtricasProf.:JessHidalgo

Prctica 5

Desarme de Compresores

Integrantes

AlessioScagni0741546MariaTeresaQuintero0810908JhonatanPonce0910674EndersonVeloz0910891AndresArcia1010036JohnLeninOrtiz1010515

Sartenejas,EneroMarzo2014

Introduccin

SerealizlaprcticadedesarmedecompresoresenelLaboratoriodeConversinyTransportedeEnergadelaUniversidadSimnBolvarelmircoles11/02/2015ala1:30pm.

Los compresores son mquinas trmicas diseadas para transportar fluidos, transfiriendo el trabajo ejercido por el compresor a un fluido. Especficamente, los compresores de desplazamiento positivo son mquinas volumtricas capaces de disminuir el volumen de un fluido, aumentando su presin, para as poder transportarlo de una zona de alta presin a una zonadebajapresin.

La principal diferencia entre los compresores y las bombas es que en los compresores el fluido desplazado cambia sus propiedades fsicas, aumentando su densidad, presin y temperatura, por lo que los compresores se pueden clasificar como mquinas trmicas. Por otro lado, en las bombas el fluido mantiene sus propiedades, en particular, no cambia de densidad, porloquepodemosafirmarquelasbombastrabajanconfluidosincompresibles.

Los compresores de desplazamiento positivo pueden ser rotativos (de lbulos, de tornillos y de paletas) o alternativos (de pistn). Las 2 mquinas que observamos en el laboratorio son alternativas.

Desarrollodelaprctica

La primera mquina estudiada en la prctica se trata de un motor mono pistn con un cilindro de 2 pulgadas de dimetro y una carrera de 6,8 cm, con una relacin de 1 carrera por media vuelta del eje. Su volumen es entonces V=35cm^3. Adicionalmente, se pudo observar la apertura de las vlvulas de admisin y escape en una sola vuelta del eje, por lo que se trata de un motorde2tiempos.Enlasfiguras1y2sepuedeapreciareldetallededichamquina.

Figura1:Vlvulasdeadmisinyescapeycilindrodelmotormonopistn

1Culata

2AletasdeVentilacin

3Partedelaculata

4EjedeTransmisin

Figura2:Cuerpodelamquina

La segunda mquina estudiada en el Laboratorio de Conversin, corresponde a una Bomba de compresin DeVilbiss modelo 445 que a su vez es parte de un sistema de compresin de aire, generalmente lo podremos conseguir encima de un tanque de la misma marca o de la empresa Johnson Controls, como se puede observar en la Figura 3 . donde se seala la manera de identificarcadaunidad.

Figura3.SistemadeCompresin

Posee un sistema de presin lubricada, que garantiza el buen desempeo del cigeal, 4 cilindroscorrespondienteadosetapasdecompresin,unadealtayotradebajapresin.

Tieneuntiempoestimadodevidade20000horas.

Esta unidad fue vendida a la compaa Central Air System & Supplies quien ahora se encargadesudistribucin.

En el cuadro 1, se expresan las caractersticas brindadas por el fabricante en el manual correspondientealaBombaDeVilbissmodelo445.

BombaModelo445para15HP

175psi NmerodeCilindros

Bore(pulgadas)

Stroke(pulgadas)

Pesoaprox.(Libras)

rpm Caudaldeentrega

(piescbicosporminuto)

880 49.5 4 4.5/2.5 4 545

Cuadro1.CaractersticasdelFabricante

Deacuerdoconlascaractersticasdelabomba445,podraperteneceracualquieradelassiguientesconfiguracionesdeunidadesdecompresin.

Enelcuadro2seespecifica,elvolumendesplazadoyentregado,ademsdeltipodeaccionamientoacopladoalsistemadetransmisin.

UnidadNo.

Pesodelaunidad(libras)

Accionamiento VelocidadMaxRPM

DesplazamientoCFM

EntregaCFM

NombredeCompresor

VAV5001(EG)

995 Elctrico 880 64.80 48.50 HeavyDuty

VAV5008

1490 Elctrico 900 66.27 49.40 HeavyDuty

VAV5061(EG)

1220 Elctrico 880 64.80 48.50 HeavyDuty

VDV5001

955 Elctrico 880 64.80 49.20 HeavyDuty

Cuadro2.ConfiguracionesdeSistemadeCompresin

PartesdelaBombadecompresinDeVilbissModelo445

La bomba de compresin que encontramos en el laboratorio, posee unos cortes a lo largo de su estructura para la mejor apreciacin con fines educativos. En la Figura 4 se puede observar parcialmente alguna de las partes que componen este sistema. Se sealan tan slo tres cilindros, sin embargo el sistema en realidad posee 4 cilindros, correspondiente a 2 etapas de baja presin y dos etapas de alta presin. Tambin se encuentran las vlvulas de entrada y salida de cada etapa, un interenfriador que conecta la etapa de baja presin con la de alta, bajando la temperatura del fluidoantesdeentraralaetapadealtapresin,brindandounamayoreficienciaendichaetapa.

Se observa un pistn, como se encuentra en la etapa de baja presin, es de un dimetro mayorqueeldelaetapadealtapresin.

El eje de transmisin, estara acoplado a un volante/polea, para conectarlo al motor elctrico,medianteunsistemadetransmisinbasadoencorreas.

Figura4:PartesdeBombadeCompresin

El movimiento de los pistones es garantizado por un cigeal , bajo el principio del mecanismo de bielamanivela, transforma el movimiento rotacional brindado por el motor, en movimiento rectilneo, surte a los 4 pistones, correspondiente a las dos etapas de compresin de bajapresinyaltapresin.

Figura5:Ubicacindelcigeal

RecorridodelFluidodetrabajo

La direccin de flujo de esta bomba de compresin, como se muestra en la Figura.. consiste en una entrada de aire a un cilindro de baja presin, gracias a una vlvula de entrada, seguido del movimiento del pistn, que comprime el aire hasta que la vlvula de salida de esta etapa permite el escape del fluido hacia un interenfriador, que se encarga de bajar la temperatura del fluido antes de su admisin al cilindro de alta presin, optimizando el siguiente proceso, donde nuevamente ser comprimido por un pistn de menor dimetro, y finalmente se le permitir salir por la accin de la vlvula de salida de alta presin. Este proceso ocurre de igual maneraenelladoopuesto.

En la Figura 6 para fines didcticos, se hizo la asociacin de la temperatura del fluido con los colores a medida que realizaba su recorrido. Comenzando con un fluido temperatura ambiente de color azul, luego de la primera compresin, que corresponde a la etapa de baja presin, se torna un tono rojizo. Al salir del interenfriador, se observa que el fluido cambio a un color anaranjado, lo cual seala que bajo su temperatura, para entrar en la segunda etapa de compresin, correspondiente a la de alta presin, donde nuevamente aumenta su temperatura y alcanzauncolorrojointenso.

Figura6DireccindelflujoenBombadecompresin

Conclusiones

Los compresores y los motores de combustin tienen ciertas similitudes: ambos comprimen un fluido mediante la accin cclica de un cigeal que transmite potencia linealalospistones.

Una manera rpida para identificar si una maquina ciclica es un compresor o un motor es observar si tienen un espacio para las bujias, y ver si existe una camara de combustion que presente seales de quema de combustible. Adicionalmente, la composicin de los compresores es ms robusta que los motores, los cuales, dependiendo de su tamao, tienen enfriamiento interno por un fluido refrigerante, mientras que los compresores se refrigeransimplementeporconveccinconelairecircundante.