COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO

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1 Definição: Os compressores podem ser definidos como estruturas mecânicas industriais destinadas a elevar a energia utilizável de ar pelo aumento de sua pressão. Necessita de cuidados para manter sua plena capacidade operacional e suprir continuamente a demanda de ar comprimido exigida pela indústria. Conhecer seu desempenho é fundamental para avaliar seu rendimento nas condições de uso e administrar custos de manutenção e energia elétrica. 1

2 Tipos de compressores: Quanto as Pressões: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO p ef p f p i Em que: p ef = pressão efetiva; p f = pressão final; p i = pressão inicial. Sendo: p ef < 0 => bomba de vácuo; p ef > 0 => ventiladores (da ordem de alguns centímetros de coluna d água); p ef > 0 => sopradores até 0,2 kgf/cm 2 ; p ef > 0 => compressores de 0,2 kgf/cm 2 até 30 kgf/cm 2 ; p ef > 0 => supercompressores acima 30 kgf/cm 2 ; 2

3 Tipos de compressores: 3

4 Tipos de compressores: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO Os compressores podem ser classificados: Compressores de Deslocamento Positivo; Compressores Dinâmicos. 1. Compressores de Deslocamento Positivo: O ar é admitido em uma câmara de compressão isolada do meio exterior. O seu volume é gradualmente diminuído processando a compressão: sob a ação de uma peça móvel, alternativa ou rotativa. Quando uma certa pressão é atingida provoca-se a abertura da válvula de descarga, ou simplesmente: O ar é empurrado para o tubo de descarga durante a contínua diminuição do volume da câmara de compressão. 4

5 Tipos de compressores: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO Os compressores podem ser classificados: 1. Compressores de Deslocamento Positivo: Exemplo de Compressor de Deslocamento Positivo: Alternativo/Oscilatório Rotativo 5

6 Tipos de compressores: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO Os compressores podem ser classificados: 1. Compressores de Deslocamento Positivo: Exemplo de Compressor de Deslocamento Positivo: Palhetas 6

7 Tipos de compressores: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO Os compressores podem ser classificados: 1. Compressores de Deslocamento Positivo: Exemplo de Compressor de Deslocamento Positivo: Lóbulo (Roots) 7

8 Tipos de compressores: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO Os compressores podem ser classificados: Compressores de Deslocamento Positivo; Compressores Dinâmicos. 2. Compressores de Deslocamento Dinâmico (Turbo Compressor): A elevação da pressão ocorre através da conversão de energia cinética em energia de pressão do ar (fluido). Durante a passagem deste pelo compressor. O fluido admitido é colocado em contato com os impulsores (rotores aletados) dotados de alta velocidade. O fluido é acelerado (E cin ) e, posteriormente: Seu escoamento é retardado por meio de difusores => elevação na pressão do fluido. Difusor: é uma espécie de duto provocando a diminuição na velocidade do escoamento do ar ( pressão). 8

9 Tipos de compressores: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO Os compressores podem ser classificados: 1. Compressores de Deslocamento Dinâmico: Exemplo de Compressor de Deslocamento Dinâmico: Compressor Axial 9

10 Tipos de compressores: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO Os compressores podem ser classificados: 1. Compressores de Deslocamento Dinâmico: Exemplo de Compressor de Deslocamento Dinâmico: Compressor Radial/Centrífugo 10

11 Faixa de pressão e vazão: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO 11

12 Tipos de compressores: Dados de Fabricante:Compressor de Pistão 12

13 Tipos de compressores: Dados de Fabricante: Compressor de Pistão COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS: 13

14 Tipos de compressores: Dados de Fabricante: Compressor de Pistão CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO 14

15 Tipos de compressores: Dados de Fabricante: Compressor de Pistão CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO 15

16 Tipos de compressores: Dados de Fabricante:Compressor de Parafuso 16

17 Tipos de compressores: Dados de Fabricante:Compressor de Parafuso COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO 17

18 Tipos de compressores: Dados de Fabricante:Compressor de Palhetas 18

19 Tipos de compressores: Dados de Fabricante:Compressor Centrífugo 19

20 Volume e Vazões Volumétricas: Dados fornecidos pelos fabricantes: Deslocamento Teórico (DT): É o volume teórico ou calculado (volume físico do cilindro versus rotação) deslocado do primeiro estágio por unidade de tempo. Descarga de Ar Efetivo ou Vazão Efetiva (DLE): Representa o volume de ar comprimido nas condições de compressão reais p e T em que é realmente produzido. Vazão ou Descarga Padrão Normal (DLP): São as condições denominadas normais de medição do volume: 1,013 bar e 0 C. 20

21 Volume e Vazões Volumétricas: Processo de Conversão: De DLE para DLP: DLP Em que: T1 3 1 Nm / h DLE m / h x x 3 p 1,033 T 1 = temperatura de entrada do ar em C; p 1 = pressão de entrada do ar na admissão do compressor em bar abs. 21

22 Volume e Vazões Volumétricas: Processo de Conversão: De DLE para DLP: COM UMIDADE RELATIVA DLP Em que: T V Nm / h DLE m / h x x p ( U R p 1,033 ) T 1 = temperatura de entrada do ar em C; p 1 = pressão de entrada do ar na admissão do compressor em bar abs ; U R = umidade relativa em %; p V = pressão parcial de vapor de água em bar. 22

23 Volume e Vazões Volumétricas: Processo de Conversão: De DLE para DLP: COM UMIDADE RELATIVA 23

24 Volume e Vazões Volumétricas: Conversão: De DLP para DLE: DLE DLP R e: R p p 2 1 Em que: R = Taxa de Compressão: p man do ar comprimido

25 Volume e Vazões Volumétricas: Conversão: De DT para DLE: (Extraído: Compressor Schulz) DLE 0, 73 x DT Em que: Considerar um acerto da perda de 27 a 30% de DT para DLE. Exemplo: 25

26 Sistema de Regulagem de Compressores: A regulagem dos compressores é necessária para combinar o volume de fornecimento do compressor com o consumo real de ar (demanda). Os tipos de regulagem: Regulagem de Marcha em Vazio; Regulagem por Fechamento; Regulagem por Garras; Regulagem por Carga Parcial Estrangulamento; Regulagem Intermitente. 26

27 Sistema de Regulagem de Compressores: Tipos de regulagem: 1. Regulagem de Marcha em Vazio ou por Descarga: Quando alcançada a pressão préregulada o ar escapa livre na saída do compressor, através da válvula. A válvula de retenção evita que o reservatório se esvazie ou o ar retorna ao compressor 27

28 Sistema de Regulagem de Compressores: Tipos de regulagem: 2. Regulagem por Fechamento: Fecha-se o lado da sucção o compressor não pode mais aspirar e funciona em vazio => sem pressão. Esta regulagem é utilizada em compressores rotativos e de pistão. 28

29 Sistema de Regulagem de Compressores: Tipos de regulagem: 3. Regulagem por Garras: Neste caso, mantém aberta a válvula de sucção evitando que o compressor continue comprimindo. Esta regulagem é empregada em compressores de pistão. 29

30 Sistema de Regulagem de Compressores: Tipos de regulagem: 4. Regulagem por Carga Parcial Estrangulamento: A regulagem é realizada no funil de sucção mediante ao simples estrangulamento. Regulagem utilizada em compressores rotativos e turbo compressores. 30

31 Sistema de Regulagem de Compressores: Tipos de regulagem: 5. Regulagem Intermitente: COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO O compressor funciona em dois campos: Carga máxima e parada total. Pressão máxima => motor é desligado; pressão no mínimo => o motor é ligado; 31

32 Reservatório de Ar Comprimido Função: Redução da condição de pulsação do ar comprimido; Coleta de condensado; Atender picos de demanda; O tamanho do reservatório depende: Do volume fornecido pelo compressor; Do consumo de ar; Da rede de distribuição; Do tipo de regulagem; Diferença de pressão desejada na rede. 32

33 Reservatório de Ar Comprimido Reservatório Vertical: (Norma de Segurança NR 13/94: NORMA REGULAMENTADORA PARA CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO) Em que: 1. Pressostato; 2. Válvula de retenção; 3. Válvula de Segurança (abre: 10% acima da pressão máxima de operação); 4. Flange de Controle; 5. Manômetro; 6. Válvula de bloqueio de esfera; 7. Dreno de condensado; 8. Base para conexões; 9. Abertura de inspeção; 10.Mangueira flexível de alta pressão. 33

34 Reservatório de Ar Comprimido Volume do Reservatório (VR): (é determinado por DLE do compressor) Regras práticas: Volume em função da demanda (Q) do sistema: VR 0,1 a 1 x Q m 3 Compressores de Pistão e regime intermitente: VR DLE 3 m Compressores de Parafuso e consumo constante: VR DLE 3 m 3 34

35 Reservatório de Ar Comprimido COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO Volume do Reservatório (VR): (é determinado por DLE do compressor) Regras:Práticas Observação: 1. Quanto maior o diferencial de pressão permitido, menor será o reservatório ou, menos tempo do compressor funcionar. 2. Para economizar energia, reduzindo o tempo em alívio, devese aumentar o tamanho do reservatório e/ou aumentar o diferencial de pressão reduzindo a p inicial em operação. 35