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Compresor centrífugo Los compresores centrífugos, son también llamados compresores rodetes, compresores radiales, son un tipo especial de turbomaquinaria que incluye bombas, ventiladores, o compresores.[1] Los modelos más primitivos de este tipo de máquina[2] eran bombas y ventiladores. Lo que diferencia a estos de los compresores es que el fluido de trabajo puede ser considerado incompresible, permitiendo así un análisis preciso a través de la ecuación de Bernouilli. En cambio, cualquier compresor moderno se mueve a altas velocidades por lo que su análisis debe asumirse como de fluido compresible. Si se le quiere dar una definición, se puede considerar que los compresores centrífugos producen un incremento de densidad mayor que un 5 por ciento. Además, la velocidad relativa del fluido puede alcanzar un número de Mach 0.3 si el fluido de trabajo es aire o nitrógeno. Por otro lado, los ventiladores incrementan mucho menos la densidad y operan a Mach mucho más bajo. De forma ideal, un compresor dinámico aumenta la presión del fluido a base de comunicarle energía cinética-energía/velocidad con el rotor. Esta energía cinética se transforma en un incremento de presión estática cuando el fluido pasa por un difusor. ApéndicesEn turbinas de gas y grupos auxiliares.[3][4][5] En su forma más simple, las turbinas de gas modernas funcionan según el ciclo Brighton.[6][7] Tanto los compresores axiales como los centrífugos se utilizan para aplicaciones de compresión. Los tipos de turbinas de gas que suelen incluir compresores centrífugos son los motores de aviación de pequeño tamaño (turboeje, turbohélice y turbofán), los grupos auxiliares y las microturbinas.[8] Las normas industriales aplicables a todos los compresores centrífugos utilizados en la aviación son establecidas por los organismos de certificación civiles y militares apropiados para garantizar la seguridad y durabilidad necesarias para su funcionamiento. Refinerías, plantas de procesamiento de gas natural, plantas petroquímicas y químicas.[9][10] Los compresores centrífugos para tales fines suelen ser de un solo eje multietapa y se accionan mediante grandes turbinas de vapor o gas. Sus carcasas se denominan divididas horizontalmente si el rotor se introduce en la mitad inferior durante el montaje, o cilíndricas si no tienen línea divisoria longitudinal y el rotor se empuja hacia dentro. Las normas del sector (ANSI/API, ASME) para estos compresores exigen carcasas gruesas para alcanzar el nivel de seguridad requerido.[11] Los impulsores suelen tener un diseño cerrado, lo que los hace similares a los impulsores de las bombas. En compresores de gasoductos de gas natural para trasladar el gas desde el lugar de producción hasta el consumidor.[12][13][14] Los compresores centrífugos pueden ser de una o varias etapas y estar accionados por grandes turbinas de gas. Las normas del sector (ANSI/API, ASME) exigen el uso de carcasas gruesas para alcanzar el nivel de seguridad requerido. Los impulsores son a menudo, si no siempre, de diseño cerrado, por lo que son similares a los impulsores de las bombas. Este tipo de compresor también suele denominarse compresor de tipo API. VentajasLos compresores centrífugos se usan industrialmente por varias razones: tienen menos componentes a fricción, son relativamente eficientes, y proporcionan un caudal mayor que los compresores alternativos (o de desplazamiento positivo) de tamaño similar. El mayor inconveniente es que no llegan a la relación de compresión típica de los compresores alternativos, a menos que se encadenen varios en serie. Los ventiladores centrífugos son especialmente adecuados para aplicaciones donde se requiere un trabajo continuo, como el caso de sistemas de ventilación, unidades de refrigeración, y otras que requieran mover grandes volúmenes de aire aumentando su presión mínimamente. Por otro lado, una serie de compresores alternativos típicamente llegan a conseguir presiones de salida de 55 a 70 MPa. Un ejemplo de aplicación de compresores centrífugos es la reinyección de gas natural en los pozos de petróleo para su extracción. Muchos compresores centrífugos se usan también en pequeñas turbinas de gas como APUs (generadores auxiliares) y motores turborreactores de pequeñas aeronaves (turboejes de helicópteros y algunos turbohélices). Una razón significativa de ello es que con la tecnología actual, un compresor axial que opere con estos volúmenes de aire sería menos eficiente por las pérdidas en las tolerancias del rotor y el estátor. Hay muy pocos compresores centrífugos de un solo escalón capaces de entregar una relación de compresión de 10 a 1, principalmente por las cargas mecánicas que soportan y que limitan su seguridad, fiabilidad y vida del producto. En el caso específico de los motores para aeronaves mencionados anteriormente, una gran ventaja es la simplicidad de los compresores centrífugos y su precio relativamente bajo. Requiere menos escalones que un compresor axial para conseguir el mismo incremento de presión, ya que el cambio de radio desde la entrada al rotor al borde de salida es tan acusado que la energía del aire aumenta mucho en un corto espacio. Véase tambiénReferencias
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