tema 3 sistemas auxiliares buque

7/25/2019 Tema 3 sistemas auxiliares buque

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Tema 3.3.1.- Compresin del aire: mtodos de compresin.

Se utilizan cuatro mtodos para la compresin de los gases, dos de ellos son

intermitentes y dos continuos:- Se introducen cantidades consecutivas de un gas en un recinto cerrado, se reduce el

volumen, aumentando la presin, y luego se expulsa el gas comprimido fuera del

recinto.- Se introducen cantidades consecutivas de gas en un recinto cerrado, se lleva sin

cambio de volumen a la abertura de descarga, se comprime el gas por contraflujo

del sistema de descarga y entonces se expulsa el gas comprimido fuera del recinto.- Se comprime gas mediante la accin mecnica debida a impulsores o rotores con

aletas que giran rpidamente, impartiendo velocidad y presin al gas (la velocidad es

convertida posteriormente mediante difusores o paletas fijas en presin).- Se introduce el gas en un chorro a alta velocidad del mismo gas o de otro cualquiera

y se convierte la alta velocidad de la mezcla en presin, mediante un difusor.

De todas forma, y resumiendo, los compresores tienen como misin el

transformar en energa neumtica otro tipo de energa aportada desde el exterior (un motor

elctrico o de combustin interna).

Segn el procedimiento usado para conseguir esta transformacin, loscompresores pueden ser:

A) Alternativos: de mbolos, de membrana.

B) Rotativos: de lbulos, de paletas.

C) Dinmicos: de flujo axial, de flujo radial.


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3.1.1.- Compresores alternativos.

3.1.1.1.- mbolos.Consisten en uno o ms cilindros cuyos mbolos estn movidos por un mecanismo

biela-manivela que transforma el movimiento rotativo del motor de arrastre en movimiento

alternativo.

Cuando se trata de conseguir mayores caudales y presiones, los compresores

pueden ser de dos o ms cilindros (multietapa).

El aire aspirado por el pistn en su carrera descendente, penetra en la cmara de

compresin a travs de la vlvula de aspiracin, a continuacin comienza el movimiento

ascendente del mbolo, empezando a comprimir el aire hasta llegar a la presin de trabajo,

momento en que abre la vlvula de descarga.

Durante el trabajo de compresin, se genera calor, lo que obliga a una refrigeracin

del cilindro, proporcional al calor generado.

En los compresores pequeos basta con las aletas que lleva el cilindro en su parte

exterior. En los medianos adems se instala un ventilador, mientras que en los de altas

presione hay que crear un circuito para refrigerar por agua.


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En los compresores que llevan ms de un cilindro, por ejemplo dos, hay dos etapas

de compresin; se comprime el aire en el primer pistn y a continuacin se refrigera

pasando luego a la aspiracin del segundo cilindro, de menor volumen, que lo vuelve a

comprimir.

3.1.1.2.- Membrana.

Son del tipo de compresores que no necesitan aceite para su lubricacin.

Consiste en una excntrica montada sobre el eje del motor, la cual lleva una caja

llena de grasa que es estanca. Esta excentricidad producida por la rotacin del eje, es

transmitida a una membrana de gran superficie, de goma sinttica.

El efecto de vaivn de la excntrica somete al conjunto de la membrana a unos

desplazamientos cortos e intermitentes que desarrollan el principio de la aspiracin y la

compresin.

Estos compresores pueden ser de hasta cuatro vlvulas de membrana, pudindose

disponer con ellos de presiones de hasta 7 bar y un caudal de 175 l/min.


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3.1.2.- Compresores rotativos.3.1.2.1.- Paletas.

Consiste en un rotor excntrico provisto de paletas que giran en el interior de un

crter cilndrico, con un orificio de entrada y otro de salida. Al girar el rotor, las paletas, queactan por la fuerza centrfuga, forman clulas de volumen variable que encierran aire cada

vez ms comprimido hasta que lo impulsan al conducto de salida.

Este tipo de compresor es muy pequeo y silencioso. Slo comprime hasta 8 bar.

3.1.2.2.- Lbulos de Roots.

Est compuesto por dos rotores idnticos, normalmente simtricos, que hacen girar

los lbulos en sentido opuesto dentro de una carcasa cilndrica. Su sincronizacin se

consigue por engranajes y la refrigeracin es por aire.

Este tipo de compresor no tiene ningn tipo de rozamiento, ni entre los lbulos ni

entre estos y el crter, por lo que no necesita ningn tipo de lubrificacin.

Suministran caudales de hasta 5 m3/min y presiones de 0,05 hasta 0,5 bar.


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3.1.3.- Compresores dinmicos.3.1.3.1.- De flujo axial.

En cualquier compresor dinmico, la compresin depende de la transferencia deenerga desde un conjunto de paletas mviles a un gas. La energa cintica es convertida en

energa de presin til, mediante la disminucin de velocidad del gas en un difusor

estacionario o en otro conjunto de paletas.

El trmino radial se utiliza cuando el sentido del flujo de gas es el del radio del

compresor (perpendicular al eje).

El trmino axial es cuando el flujo circula paralelo al eje.

En los axiales, el gas pasa por hileras alternadas de paletas fijas y mviles, quecomunican velocidad y presin al aire.

Producen hasta 15 m 3/s.

Uno de los factores que limitan la presin es la gran dificultad para la refrigeracin

de etapas.

Los compresores axiales, por su pequeo dimetro, funcionan a mayores

velocidades que los radiales, para un mismo trabajo. Se utilizan cuando es necesario un

caudal constante y presiones moderadas. Por ejemplo, para el soplado de hornos.


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3.1.3.2.- De flujo radial.

En este tipo de compresores, el gas entra por el centro de una rueda giratoria

provista de aletas radiales, o impulsores, que lanzan el gas hacia la periferia por medio de la

fuerza centrfuga. El gas atraviesa un difusor que transforma la energa cintica en presin.

Por tanto, hay dos etapas de compresin:

1) Etapa de aumento de presin y velocidad por fuerza centrfuga.

2) Etapa de aumento de presin en el difusor por disminucin de la velocidad.

La primera etapa se realiza en el impulsor y la segunda en el difusor.

Se pueden dar tres caractersticas en este tipo de compresor:- La capacidad vara proporcionalmente con la velocidad.- La presin vara proporcionalmente con el cuadrado de la velocidad.- La potencia absorbida vara con el cubo de la velocidad.


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3.2.- Vlvula 3/2 abierta en reposo.

En posicin de reposo, es decir sin accionar la vlvula, esta debe dejar paso libre al

aire comprimido hacia el cilindro, o lo que es lo mismo, debe permitir que el mbolo est

continuamente alimentado con aire comprimido.

En posicin de reposo la entrada de aire est en comunicacin con la lnea de

trabajo (2). El escape 3 est cerrado por el disco de la vlvula.

Al presionar el vstago, se cierra el paso de aire de 1 hacia 2 por medio del disco de

vlvula y se pone en comunicacin la lnea de trabajo 2 con el escape 3. Al dejar de ejercer

la presin, se vuelve a la posicin inicial debido a la fuerza del muelle.


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3.3.- Control de un cilindro de simple efecto a travs de una vlvula 3/2 abierta enreposo.

3.4.- Transformacin de una 3/2 cerrada en abierta a travs de la combinacin dedos vlvulas.

Con una vlvula 3/2 cerrada en reposo accionada por pulsador y una 3/2 abierta en

reposo pilotada neumticamente, se puede transformar un pulsador 3/2 cerrado en reposo

en uno abierto en reposo.

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