3 - Compresores
3 - Compresores
3 - Compresores
3 Transporte de Gases
Pistn
Clasificacin de Doble efecto
Simple efecto
Compresores Reciprocante Varillas
Desplazamiento Diafragma
positivo
Tornillo
Rotativo Lbulos
Venas
Cmara y pistn
COMPRESORES
Especiales
Transporte de Gases
Tipos de Compresores y Rangos de Aplicacin
Transporte de Gases
Parmetros de Seleccin de Compresores
Caractersticas del Gas Natural
Caudal de flujo
Temperatura de operacin
Equipo de Potencia
Costos de Capital
Espacio y Fundaciones
Cp.3 Transporte de Gases
Tipos de Procesos de Compresin
P
B C D
Pd
Proceso isotrmico de
n
compresin (n=1) n=k
n=1
Proceso isoentrpico
adiabtico de
compresin (n=k)
Pv n ctte. C
Proceso politrpico de Pa A
compresin (n=n)
v
Cp.3 Transporte de Gases
Telaciones de Presin, Temperatura y Volumen Especfico en
Procesos de Compresin
P
Proceso politrpico de
B C D
compresin: Pd
n
n /( n 1) n=k
p 2 T2 n=1
p1 T1
1 /( n 1)
v 2 T1 Pa
A
v1 T2
v
Cp.3 Transporte de Gases
Trabajo de Compresin
Pa A
Ikoku (1984) presenta una ecuacin emprica para estimar el
valor de k es vlida para 0,55 G 1 y toma una v
temperatura de referencia de 150 F:
2,738 log G
k
2,328
Cp.3 Transporte de Gases
Estimativa de Exponente Isoentrpico (k)
Cp.3 Transporte de Gases
Rendimiento Politrpico
P1
k 1
k Pd k
w Pa va 1
k 1 Pa k 1
a d
6
1
P GM 10 Z RT P k
k
W sc aire sc
144
a
donde, Pa va a a
Z RT Z sc RTsc 1440 33000 GM aire k 1 Pa
GM aire
Z T k P
k 1
sc Psc M g
d 1
m P k
sc Z RT sc W 3,0303 sc sc a a ; hp
sc sc Tsc k 1 Pa
Psc M g 3 10 sc MMscfd
6
m
lb / ft ; (lb / min)
sc sc
Z RT 1440
k 1
P
d 1 ; (lbf ft / lb )
Z RT k
k
W m
144 a a
GM aire k 1 Pa
Cp.3 Transporte de Gases
Mtodo de Expresiones Analticas
IHP
BHP
c m
En los compresores modernos,
Los valores de c oscilan entre 83% y 93%
Los valores de m entre 88% y 95%.
Cp.3 Transporte de Gases
Mtodo de Expresiones Analticas
La temperatura de descarga puede ser evaluada utilizando las relaciones
politrpicas, considerando n=k para proceso isoentrpico.
k /( k 1)
p2 T2
p1 T1
El calor removido en los enfriadores entre etapas o en la descarga puede ser
calculado utilizado la ecuacin de balance de energa en el lado del gas que
atraviesa el enfriador, o sea:
Qenfriador mgasc pgas Tge Tg s
as , la capacidad global de transmisin de calor necesaria en el enfriador ser,
para el mtodo de diferencia media logartimica Tln,
Qenfriador
(UA) enfriador
Tln
Cp.3 Transporte de Gases
Diseo de Compresores Recprocos
Nmero de Etapas
1 / ns
P
r d
Pa
donde,
donde,
Q D p2 L RPM v
4
Q = Volumen o capacidad de desplazamiento, ft3/min
Dp = Dimetro del pistn,pie
L = Carrera del pistn, pie
RPM = Velocidad de rotacin, rev/min
v = Rendimiento volumtrico
Cp.3 Transporte de Gases
Diseo de Compresores Centrfugos
1545 Ta Z a Z d n n
n 1
hp r 1
2 Za M n 1
donde,
hp = Altura politrpica, lbf-ft/lbm
M = Peso molecular del gas lbm/lbmol
Ta = Temperatura de admisin, oR
Za y Zd = Factor de compresibilidad en la admisin y
descarga
Cp.3 Transporte de Gases
Diseo de Compresores Centrfugos
La potencia real requerida en el eje, BHP, estar
afectada por las prdidas mecnicas (HPLm) e
hidrulicas (HPLh) de potencia, as:
IHP
BHP HPLm HPLh
p
Nmero de Etapas
La altura politrpica, hp, es un indicador del nmero
de etapas requerido para el compresor centrfugo. El
nmero de etapas requerido, ns, est dado por:
hp
ns
9500
donde 9500 ft-lbf/lbm es un lmite comn asignado a
cada etapa de compresin centrfuga. Esto
asumiendo que los impulsores estn rotando a la
velocidad de diseo ptima.
Cp.3 Transporte de Gases
Diseo de Compresores Centrfugos
778,2h p
hp
M s
donde,
p = Rendimiento politrpico
s = Rendimiento isoentrpico
h = Cambio de entalpia para compresin isoentrpica,
Btu/lbmole
hp = Altura politrpica, ft-lbf/lbm