Compresor Centrífugo / Centrifugal Compressor

Principle Operation of the Centrifugal Compressor

The compressor draws in the air at the hub of the impeller and accelerates it radially by centrifugal force through the impeller. It leaves the impeller at a high velocity and a low pressure and flows through the diffuser. The diffuser converts the high-velocity, LP air to low velocity, HP air. The compressor manifold diverts the flow of air from the diffuser (an integral part of the manifold) into the combustion chambers.

CONSTRUCTION

In a centrifugal compressor the manifold has one outlet port for each combustion chamber. The outlet ports are bolted to an outlet elbow on the manifold. The outlet ports ensure that the same amount of air is delivered to each combustion chamber. Each outlet port elbow contains from two to four turning vanes to change the airflow from radial to axial flow and to reduce air pressure losses by presenting a smooth turning surface.

The impeller is usually made from a forged aluminum alloy that is heat-treated, machined, and smoothed for minimum flow restriction and turbulence. Some types of impellers are made from a single forging, while in other types the inducer vanes are separate pieces that are welded in place.

Centrifugal compressors may achieve efficiencies of 80 to 84 percent at pressure ratios of

2.5:1 to 4:1 and efficiencies of 76 to 81 percent at pressure ratios of 4:1 to 10:1. Some advantages of centrifugal compressors are as follows:

• Rugged, simple in design
• Relatively light in weight
• Develop high-pressure ratio per stage

Some disadvantages of centrifugal compressors are as follows:

• Large frontal area
• Lower efficiency than axial-flow compressors
• Difficulty in using two or more stages due to the air loss.

Principio de Operación del compresor centrífugo

El compresor aspira el aire a través del eje del impulsor y lo acelera radialmente por la fuerza centrífuga a través del impulsor. Este deja el impulsor a alta velocidad y baja presión y fluye a través del difusor. El difusor convierte la alta velocidad y baja presión (LP) en baja velocidad y alta presión (HP). El colector del compresor desvía el flujo de aire desde el difusor (como parte integral del colector) en la cámara de combustión.

En un compresor centrífugo el colector tiene una salida por cada cámara de combustión. Los puertos de salida están fijados  a los codos de salida. Estos puertos aseguran que la misma cantidad de aire entre en las cámaras de combustión. Cada codo está provisto de  4 deflectores que cambian el la dirección del flujo de aire de radial a axial reduciendo las pérdidas de presión  que presentan las cámaras lisas.

El impulsor, normalmente esta forjado en una aleación de aluminio tratado térmicamente, mecanizado y pulido para ofrecer una mínima restricción del flujo y turbulencias. Algunos tipos de impulsores están hechos de una sola pieza, mientras que en otros el inductor frontal y trasero están en dos piezas soldadas.

Los compresores centrífugos pueden alcanzar el 80% 84 % de eficiencia, con unos ratios de presión de 2.5:1 a 4:1 y eficiencias del 76% al 81% para ratios de presión de 4:1 a 10:1.

Algunas ventajas de los compresores centrífugos son:

• Robustez, con un diseño simple.
• Relativamente ligeros de peso.
• Desarrolla un ratio de alta presión por etapa.

Las desventajas son:

• Área frontal larga.
• Menor  eficiencia que lo compresores axiales.
• Dificultad para usar 2 o más etapas debido a la pérdida de aire que ocurra entre las etapas y las juntas.