Compresor de flujo axial: piezas, funcionamiento, diagrama, ventajas, aplicación

Piezas del compresor de flujo axial:

• Un compresor de flujo axial consta de conjuntos de paletas fijas y móviles en secuencia alterna como se muestra en la figura.
• Los juegos de palas móviles están fijados a la periferia del cubo del rotor y los juegos de palas fijas están fijados a las paredes de la carcasa exterior estacionaria llamada estator.

Diagrama del compresor de flujo axial:

diagrama de turbina de flujo axial

• En la entrada del compresor, se instala una fila adicional de paletas fijas llamadas paletas guía de entrada; que guían el aire en el ángulo correcto hacia la primera fila de aspas móviles.
• Los bancos de palas del rotor y del estator deben estar lo más juntos posible para lograr un flujo suave y eficiente.
• El radio del cubo del rotor y la longitud de las palas están diseñados de modo que solo quede un espacio muy pequeño en el extremo de las palas del rotor y del estator.
• Un conjunto de palas de rotor y un conjunto de palas de estator constituyen un escenario.
• La altura de los sucesivos conjuntos de palas se reduce para compensar la reducción de volumen resultante del aumento de presión de una etapa a otra; por lo tanto, velocidad de flujo axial constante a través del compresor.
• Las palas del rotor y del estator están dispuestas de modo que los espacios entre ellos formen conductos divergentes; por tanto, la velocidad del aire disminuye a medida que pasa a través de ellos y se produce un aumento de presión.

Funcionamiento del compresor de flujo axial:

• A medida que el aire pasa sobre las aspas en movimiento, la energía cinética agregada al aire y la presión aumentan a expensas de una reducción en la velocidad relativa del aire; proporcionando pasajes difusores entre las palas.
• La velocidad absoluta del aire aumenta debido a la entrada de trabajo a las palas móviles a través del eje del rotor.

variación de velocidad y presión en el compresor de flujo axial

• Ahora el aire se descarga en el ángulo adecuado hacia la primera fila de aspas fijas; donde la presión aumenta aún más por difusión.
• Luego, el aire se dirige a la segunda fila de palas móviles y se repite el mismo proceso en las demás etapas del compresor.
• Generalmente se prevé un aumento de temperatura igual en las palas móviles y fijas; para mantener una velocidad axial del aire constante en todo el compresor.
• Por lo tanto, cada etapa de compresión es exactamente similar con respecto a la velocidad del aire y los ángulos de entrada y salida de las palas.

Ventajas del compresor de flujo axial:

Las ventajas del compresor de flujo axial son las siguientes:

1) Tiene mayor eficiencia que un compresor centrífugo.
2) Es más adecuado para múltiples etapas y acumulación de presión con pérdidas insignificantes.
3) Se puede lograr una relación de presión de 8:1 o incluso superior utilizando un compresor de flujo axial de múltiples etapas.
4) Puede soportar una gran cantidad de aire inspirado en una pequeña zona frontal.
5) Tiene un alto empuje por unidad de área frontal.

Desventajas del compresor de flujo axial:

Las desventajas del compresor de flujo axial son las siguientes:

Aplicaciones de compresores de flujo axial:

Las aplicaciones del compresor de flujo axial son las siguientes:

Diferencia entre compresor de flujo axial y compresor centrífugo:

Comparación entre compresores centrífugos y de flujo axial como sigue,

Sr. Sin parámetros Compresor centrífugo Compresor de flujo axial 1.Dirección del flujoFlujo radialEl flujo es paralelo a la dirección del eje de la máquina2. Aumento de presión por etapaBaja relación de presión por etapa, es decir, 4,5:1; por lo tanto, unidad compacta (compresor supersónico 10:1).
pero costo de eficiencia) Baja relación de presión por etapa, es decir, 1,2:1 debido a la ausencia de acción centrífuga.
Se requieren de 10 a 20 etapas para lograr una relación de presión igual a la del compresor centrífugo 3. Eficiencia isentrópica 80-82 % 86-88 % 4. Operación Amplio rango de operación entre límite de oscilación y asfixia.
La principal curva de capacidad es plana. El rendimiento con carga parcial es mejor. Rango operativo estrecho entre límite de oscilación y asfixia.
El rendimiento a carga parcial es deficiente. 5. Área frontal Área frontal más grande. Área frontal más pequeña para el mismo caudal másico que el del compresor centrífugo. 6. Depósitos La acumulación de depósitos en la superficie del paso de flujo no afecta negativamente al
rendimiento. La acumulación de depósitos en la superficie de los conductos de flujo afecta negativamente el rendimiento. 7. Potencia de arranque Necesita un par de arranque bajo Necesita un par de arranque alto 8. Construcción y costo Simple, rígido y relativamente económico. En altitudes elevadas, menos sensible a los problemas de formación de hielo. Complejo y caro. Es sensible a los problemas de formación de hielo en altitudes elevadas. 9. Idoneidad para etapas múltiples Un poco difícil Más adecuado para etapas múltiples 10. Aplicaciones Refrigeración a baja presión, gran planta de aire acondicionado central, sobrealimentación en motores IC Debido a una mayor eficiencia y un área frontal más pequeña utilizada principalmente
en motores a reacción y grandes plantas de turbinas de gas marinas.

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