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Análisis paramétrico de la fuga de gas en el espacio entre el pistón y el cilindro de compresores alternativos

Autores: Braga, Vitor M.; Deschamps, Cesar J.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Análisis paramétrico de la fuga de gas en el espacio entre el pistón y el cilindro de compresores alternativos


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Fugas de gas
Compresores alternativos
Holgura pistón-cilindro
Rendimiento del compresor
Movimiento del pistón
Modelo de fuga

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 21

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La fuga de gas es una de las principales fuentes de ineficiencias en compresores alternativos de baja capacidad, socavando el rendimiento del compresor al reducir la tasa de flujo másico y aumentar el consumo de energía. En los compresores alternativos, la fuga en el espacio entre el pistón y el cilindro es impulsada por el movimiento del pistón y la diferencia de presión entre la cámara de compresión y el entorno interno de la carcasa. Este artículo presenta un análisis numérico paramétrico de la fuga en el espacio entre el pistón y el cilindro de un compresor alternativo de baja capacidad. Se aplica un modelo de simulación basado en la ecuación de Reynolds a lo largo del ciclo de compresión para evaluar el efecto de las condiciones de operación del compresor, la geometría del espacio, la velocidad del pistón y el movimiento secundario del pistón sobre la fuga y el rendimiento del compresor. También se desarrolla un modelo CFD 3D para validar el modelo de fuga de Reynolds y evaluar el efecto del movimiento secundario del pistón sobre la fuga, asumiendo que el pistón está fijo con excentricidades predeterminadas. Los resultados muestran que los efectos de compresibilidad son muy relevantes para estimar la fuga de gas. Las simulaciones también revelaron que la fuga es más perjudicial para el rendimiento del compresor cuando opera en condiciones de baja presión de retorno. Además, el movimiento secundario del pistón puede intensificar la fuga de gas en el espacio entre el pistón y el cilindro hasta en un 90%. Por otro lado, la velocidad del pistón solo juega un papel menor en la evaluación de la fuga.

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