COMPRESSORES. Ruy Alexandre Generoso

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1 COMPRESSORES Ruy Alexandre Generoso

2 É o componente básico de qualquer sistema pneumático. O ar é comprimido em um sistema pneumático, de forma que possa ser usado para puxar, empurrar, realizar trabalho ou desenvolver potência. Quando o ar atmosférico entra no compressor, é comprimido pela máquina a uma pressão maior e descarregado então em um sistema de tubos. O ar comprimido pode ser usado para impulsionar motores a ar, martelos pneumáticos, ferramentas, e outros dispositivos a ar.

3 Os compressores de maior uso na indústria são os alternativos, os de palhetas, os de parafusos, os de lóbulos, os centrífugos e os axiais. Num quadro geral, essas espécies podem ser assim classificadas, de acordo com o princípio conceptivo: Alternativos Volumétricos Palhetas Rotativos Parafusos Compressores Lóbulos Centrífugos Dinâmicos Axiais

4 TIPOS GERAIS DE COMPRESSORES Na indústria, usam-se dois tipos principais de compressores de ar. Dependendo da ação do fluido, são classificados: (1) tipo de deslocamento positivo, ou de pressão; (2) tipo de velocidade, ou dinâmico.

5 No compressor do tipo de pressão, a ação característica é uma ação volumétrica ou de deslocamento. A pressão de fluido é desenvolvida inicialmente por uma ação de deslocamento. A construção geral dos compressores de deslocamento positivo pode ser dividida em dois grupos, segundo o movimento das peças mecânicas: (a) reciprocação; (b) rotativo. DESLOCAMENTO POSITIVO

6 DESLOCAMENTO POSITIVO COMPRESSOR DE RECIPROCAÇÃO A bomba de bicicleta é um exemplo simples de compressor de reciprocação. Uma máquina simples incluí cilindro, pistão, copo de vedação de couro, haste de pistão, cabo, e válvula de retenção.

7 DESLOCAMENTO POSITIVO COMPRESSOR DE RECIPROCAÇÃO

8 DESLOCAMENTO POSITIVO COMPRESSOR DE RECIPROCAÇÃO Se o pistão estiver na parte superior de seu curso, o ar atmosférico no cilindro será comprimido quando o cabo for empurrado para baixo. Quando o ar no cilindro atingir uma pressão levemente maior que a pressão na linha ligada à bomba, a válvula de retenção se abrirá e o ar será descarregado do cilindro. Quando o pistão atingir a base do cilindro, a válvula de retenção se fechará.

9 DESLOCAMENTO POSITIVO COMPRESSOR DE RECIPROCAÇÃO Quando o pistão for puxado para cima novamente, para a parte superior do curso empurrado para baixo o copo de vedação de couro flexível que deixará o ar atmosférico penetrar no cilindro. Quando o pistão empurrado para baixo, o corpo de vedação atuará como uma válvula de retenção, vedando o espaço entre o cilindro e o pistão.

10 DESLOCAMENTO POSITIVO COMPRESSOR ROTATIVO Vista em corte de um compressor de deslocamento positivo rotativo do tipo de lâminas deslizantes e o sistema de montagem das laminas deslizantes (palhetas).

11 DESLOCAMENTO POSITIVO COMPRESSOR ROTATIVO O elemento rotativo, com suas lâminas deslizantes, é descentralizado com relação ao invólucro ou estojo. Quando o ar entra, fica preso entre as lâminas (que se apóiam no interior do invólucro), sendo levado então para o orifício de descarga. Quando o tambor gira, as palhetas deslocam-se radialmente sob a ação da força centrífuga e se mantêm em contato com o invólucro (carcaça). O gás penetra pela abertura de sucção (entrada) e ocupa os espaços definidos entre as palhetas e a carcaça.

12 DESLOCAMENTO POSITIVO COMPRESSOR ROTATIVO Devido à excentricidade do rotor e às posições das aberturas de sucção e descarga, os espaços constituídos entre as palhetas e a carcaça vão se reduzindo de modo a provocar a compressão progressiva do gás. A variação do volume contido entre duas palhetas vizinhas, desde o fim da admissão até o início da descarga, define, em função da natureza do gás e das trocas térmicas, uma relação de compressão interna fixa para a máquina.

13 DESLOCAMENTO POSITIVO COMPRESSOR ROTATIVO A pressão do gás no momento em que é aberta a comunicação com a descarga poderá ser diferente da pressão reinante nessa região. O equilíbrio é, no entanto, quase instantaneamente atingido e o gás descarregado no sistema de distribuição.

14 DESLOCAMENTO POSITIVO COMPRESSOR ROTATIVO Ilustração de um compressor de ar rotativo de lóbulos.

15 DESLOCAMENTO POSITIVO COMPRESSOR ROTATIVO Este tipo de compressor rotativo usa lóbulos que quer dizer extremidades arredondadas, em vez de lâminas. Os dois lóbulos são montados em eixos paralelos, e giram em sentido oposto. O ar é puxado para os espaços entre os lóbulos e o invólucro, e levado do orifício de entrada para o de saída. Engrenagens reguladoras, localizadas em um dos extremos de cada eixo paralelo, mantém a relação adequada entre os lóbulos.

16 DE VELOCIDADE OU DINÂMICO Neste tipo de compressor, a ação entre o ar e uma peça mecânica envolve uma variação apreciável na velocidade do fluido. Abaixo temos dois exemplos de compressores do tipo dinâmico.: (a) Compressor centrífugo; (b) Compressor de fluxo axial ;

17 DE VELOCIDADE OU DINÂMICO COMPRESSOR CENTRÍFUGO No compressor centrífugo, existem quatro impulsores; essa máquina é chamada de compressor de quatro estágios. Cada impulsor é um elemento circular, ou jito, com aletas. Em cada impulsor, ou estágio, a pressão é intensificada ou aumentada de uma dada quantidade. O aumento total de pressão do ar é o resultado dos aumentos de pressão nos quatro estágios separados.

18 DE VELOCIDADE OU DINÂMICO COMPRESSOR CENTRÍFUGO Na operação real, o ar entra no impulsor de primeiro estágio próximo ao eixo, é jogado para fora, e deixa o diâmetro extremo do impulsor em alta velocidade. O ar que deixa a primeiro impulsor entra então no segundo, e a ação é repetida, se intensificando a pressão em cada estágio.

19 DE VELOCIDADE OU DINÂMICO COMPRESSOR DE FLUXO AXIAL

20 DE VELOCIDADE OU DINÂMICO COMPRESSOR DE FLUXO AXIAL No compressor de fluxo axial, o componente básico é um elemento rotativo com aletas. Entre cada fileira de aletas rotativas, estão presas à camisa (carcaça) aletas de deflexão estacionárias. O movimento geral do ar é paralelo ao eixo, o que explica o termo compressor de fluxo axial, ou seja, o ar é expelido pelas aletas ao longo do eixo do compressor, a medida que se desloca da entrada (sucção) para a saída, há uma diminuição na área entre as aletas o que ocasiona o aumento de pressão.

21 EFICIÊNCIA Pode-se dizer que um compressor eficiente é aquele que desloca maior quantidade de ar, aquecendo o mínimo possível e com menor esforço. Resumindo, é aquele que possui melhor eficiência volumétrica e adiabática (ou térmica).

22 EFICIÊNCIA VOLUMÉTRICA EFICIÊNCIA Indica o quanto de ar que o compressor consegue comprimir e quanto é perdido através de vazamentos. Por exemplo, se um compressor tem capacidade de 10 litros de ar de deslocamento, mas apenas 7,2 litros são deslocados, sua eficiência é de 72%. Um compressor com 45% de eficiência deverá ter o dobro do tamanho, para deslocar o dobro de ar e se comparar ao mesmo volume deslocado por um outro compressor de 90% de eficiência

23 EFICIÊNCIA EFICIÊNCIA ADIABÁTICA Indica a quantidade de energia que o compressor perde em forma de calor para produzir potência. Um compressor com 100% de eficiência adiabática irá utilizar toda a energia necessária para comprimir o ar, sem aquecer o conjunto ou o próprio ar.

24 EFICIÊNCIA Portanto, um compressor eficiente deve ter alta eficiência volumétrica para minimizar o seu tamanho e alta eficiência adiabática para maximizar a quantidade de ar comprimido pela unidade.

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