ESTUDIO DEL EFECTO DE LA RELACIÓN DE COMPRESIÓN SOBRE EL COMPORTAMIENTO DE COMPRESORES RECIPROCANTES USANDO UN MODELO DINÁMICO NO AMORTIGUADO

Resumen

La interacción entre el flujo, la dinámica de las válvulas y el comportamiento acústico de los sistemas de succión y descarga de los compresores reciprocantes, producen pulsaciones de presión que al transmitirse causan vibraciones en las tuberías, problemas en las válvulas, afectando la eficiencia y confiabilidad del compresor. Como el funcionamiento de las válvulas depende del flujo que las atraviesa y de los componentes que la forman, incluyendo resortes, asiento y masa del elemento de cierre, por lo que el diseño o selección de los componentes de una válvula debe hacerse cuidadosamente tomando en consideración las condiciones operativas, tipo de fluido, características de los sistemas de succión y descarga, para asegurar un funcionamiento apropiado de las válvulas y el compresor. En el presente trabajo se realiza un estudio teórico del efecto de la masa del disco de la válvula, la constante del resorte, la precarga y la velocidad del compresor sobre el comportamiento dinámico de las válvulas y la eficiencia volumétrica de un compresor de una etapa, cuyas válvulas tienen disco de masa y amortiguamiento despreciable en comparación con el efecto del resorte, por lo que el modelo dinámico utilizado es no amortiguado con excitación variable.

PALABRA CLAVES: Compresores reciprocantes, válvulas, simulación de compresores, modelo de acción de onda.

ABSTRACT

In reciprocating compressors, the interaction between flow, valve dynamics and the acoustic behaviour of suction and exhaust systems produces pressure pulsations that, when transmitted, cause vibrations in the pipelines and problems in the valves, and affect compressor efficiency and reliability. Valve operation depends on the flow that goes through them, and they include spríngs, mass, form, state and surface of the closing disk, which is why valve design or choice must be made carefully, taking into account operation conditions, type of fluid, and suction and exhaust system characterístics, in arder to ensure that valves and the compressor operate in an appropriate manner. In this work, we present a theoretical study of the effect that the valve disk mass, the spríng constant, and the precharge and speed ofthe compressor may have on the dynamic behaviour ofthe valves and the volumetric efficiency of a one-stage compressor. In this type of compressor, valves have a disk mass and damping that are negligible in comparison with the spríng effect, which is why the dynamic model that we use is not deadened with a variable excitement.

KEY WORD: Reciprocaiting compressors, Valves, Compressor simulation, Wave action model.