MÁQUINAS HIDRÁULICAS AULA 13 COMPRESSORES P2 PROF.: KAIO DUTRA

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1 MÁQUINAS HIDRÁULICAS AULA 13 COMPRESSORES P2 PROF.: KAIO DUTRA

2 Compressores Amplitude de aplicação de compressores: Pistão: possuem uma grande área de aplicação, podendo apresentar grande pressões de descarga e moderadas vazões; Parafusos: Pressões e vazões moderadas; Palhetas: Baixas pressões e vazões moderadas; Lóbulos: Baixíssimas pressões e moderadas vazões; Centrífugos: Elevada pressões e vazões; Axiais: Elevadas vazões e pressões moderadas.

3 Compressores Consumo específico: Trata-se da potência necessária por unidade de vazão admitida no compressor; O consumo específico é um fator importante para a escolha de um compressor, valores em torno de 7 cv/m³/min são considerados adequados para uma boa escolha do compressor. Valores abaixo deste patamar são obtidos em compressões de meio e grande porte; Normalmente compressores resfriados a ar possuem consumo específico 3 a 5% superior ao dos resfriados a água.

4 Compressores Descarga Livre Efetiva (DLE - Q DLE ): Trata-se da quantidade de ar livre descarregada por um compressor. Descarga Livre Padrão (DLP - Q DLP ): Trata-se da quantidade de ar livre descarregada por um compressor, corrigida para as condições na admissão; Para transformar a DLP em DLE basta dividir pera razão de compressão (R) do equipamento. Q DLE = Q DLP R R = P d P a Onde: Pd Pressão de descarga Pa Pressão de admissão

5 Exemplo 1 Calcule a descarga de ar correspondente a 5m³ de DLP. Sabendo que o compressor descarrega a uma pressão de 7atm manométricos.

6 Previsão de consumo de ar comprimido: Para determinar o consumo de ar é necessário conhecer os equipamentos consumidores de ar da instalação, cada equipamento demanda de uma quantidade específica de ar, estes valores podem ser encontrados nos catálogos de fabricantes.

7 Previsão de consumo de ar comprimido: No caso de cilindro pneumáticos pode-se calcular o consumo de ar pelas fórmulas: Cilindro de ação simples: Cilindro de dupla ação:

8 Previsão de consumo de ar comprimido: No cálculo do consumo de ar dos equipamento é necessário determinar o fator de utilização do mesmo, pois há equipamentos que operam initerruptamente, outros que operam intermitentemente ou esporadicamente. O fator de utilização pode variar conforme a atividade do estabelecimento, mas existem alguns valores de referência.

9 Diâmetro das Tubulações: Existem vários métodos para determinação do diâmetros de tubulações de ar comprimido, basicamente todos dependem da vazão de operação na linha e levam em consideração a perda de carga, segue alguns métodos: Método das velocidades; Tabela de perda de carga; Nomograma de cálculo; Ábaco da Atlas Copco;

10 Diâmetro das Tubulações: Método das velocidades. Neste método utiliza a avaliação da velocidade na tubulação seguindo os seguintes parâmetros: Tubulações principais: 6 a 8 m/s; Tubulações secundárias: 8 a 10 m/s. Perdas de carga: V=8m/s 1,5 %; V=15m/s 6%. Os valores no corpo da tabela representam a DLE na linha em m³/min, com ele e a velocidade escolhida é possível determinar o diâmetro da tubulação

11 Diâmetro das Tubulações: Tabela de perda de carga. Este método consiste na escolha do diâmetro da tubulação pela perda de carga associada.

12 Linhas de ar Comprimido Diâmetro das Tubulações: Nomograma de cálculo. Para utilizar o namograma é necessário entrar com o comprimento da tubulação e a vazão para encontrar um ponto no Eixo 1, com isso basta conhecer a pressão de operação da linha para encontrar o diâmetro da tubulação. Com o namograma também é possível determinar a perda de carga, utilizando o Eixo 2.

13 Linhas de ar Comprimido Diâmetro das Tubulações: Ábaco da Atlas Copco. No ábaco desenvolvido pela Atlas Copco é possível determinar o diâmetro da tubulação juntamente com a perda de carga associada. Primeiramente deve-se entrar com a vazão e a pressão na linha e posteriormente com o comprimento da linha. O diâmetro é encontrando avaliando a perda sua perda de carga.

14 Calculando a perda de carga: É possível calcular a perada de carga para linhas de ar comprimido utilizando os métodos de determinação de diâmetro, porém é importante ressaltar que o comprimento da tubulação deve ser ajustado para o comprimento virtual (comprimento real + comprimento equivalente das perdas de carga localizadas). Existem várias tabelas para conversão das perdas de carga localizadas, segue uma delas:

15 Calculando a perda de carga: Utilizando o comprimento virtual também é possível calcular a perda de carga com a seguinte formula da Atlas Copco: Onde: q c = vazão DLE (m³/min); l= Comprimento virtual da tubulação (m); d=diâmetro (mm); p=pressão absoluta (Bar).

16 Reservatório de ar comprimido: Possui a função de armazenar o ar para evitar a operação contínua do compressor, no caso de compressores com vazão pulsante, este normaliza a vazão para consumo na rede. No reservatório o ar também é resfriado e seco, evitando excesso de umidade na linha de ar. Todos os reservatórios devem contem válvula de alívio e purgadores de água.

17 Reservatório de ar comprimido: Calculo da capacidade do reservatório, recomendação de fabricantes: Para compressores de pistão: Volume do reservatório = 20% da vazão total do sistema medida em m³/min. Para compressores rotativos: Volume do reservatório = 10% da vazão total do sistema medida em m³/min. Os valores acima servem somente como referência, muitos fabricantes utilizam 30% da vazão, mas nada impede de usar um reservatório maior ou menor a depender do consumo da unidade.

18 Reservatório de ar comprimido: Existem outras recomendações para o cálculo de reservatório, segue: Reservatório para quase unicamente tranquilizar o ar fornecido de modo intermitente pelo compressor: Instalações importantes: Compressores rotativos:

19 Exemplo 1 Determine o diâmetro a perda de carga e a capacidade do reservatório de um compressão alternativo operando a uma vazão aspirada de 0,1 m³/s, pressão de operação de 6bar e um comprimento virtual de 120 metros. Compare os métodos da velocidade, tabela de perda de carga, namograma e o gráfico da Atlas Copco.