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Engenharia Mecânica Industrial

Disciplina Pneumática e Máquinas Hidráulicas Compressores

Turma 11EPNA Adalberto Rodrigo de Melo RA. 072223 Bruno Rodolfo de Melo RA 074148

1. Introdução03
2. Compressores Volumétricos04
2.1. Compressores Alternativos04
2.2. Compressores Rotativos05
3. Compressores Dinâmicos06
3.1. Compressores Axiais06
3.2. Compressores Centrífugos06
4. Capacidades07
5. Seleção de um compressor08
6. Limites de operação08
7. Instalação e manutenção08
8. Fabricantes09

Compressores Dinâmicos Centrífugos Axiais

1. Introdução

Como visto anteriormente à pneumática utiliza ar como fonte de energia.

Porém é necessário colocar este ar em uma condição de pressão adequada, para isto são utilizados compressores os quais comprimem o ar para a pressão de trabalho necessária. Sempre conforme as necessidades fabris, em relação à pressão de trabalho e volume são empregados compressores de diversos tipos de construção, sendo diferenciados em dois tipos básicos de construção:

• Compressores Volumétricos; • Compressores Dinâmicos (Turbinas).

Compressores volumétricos (figura 1.1) são baseados na redução de volume ocupado pelo gás. Na sua operação se identificam atividades que formam um ciclo de funcionamento, no qual se inicia com a admissão de certa quantidade de ar no interior da câmara de compressão que então e comprimida e liberada para o consumo.

Já os compressores dinâmicos (figura 1.2) também conhecidos como turbinas funcionam segundo o principio de fluxo, ou seja, sucção de ar de um lado e compressão por aceleração de massa do outro. Seus elementos principais são o impelidor o qual transfere energia ao ar admitido e o difusor cuja função é promover transformação de energia cinética em entalpia com conseqüente ganho de pressão. São adequados para grandes vazões.

Compressores volumétricos Alternativo Rotativos

Embolo Membrana Palhetas Parafusos Roots

2-Compressores Volumétricos 2.1-Compressores Alternativos

Este tipo de compressor utiliza um sistema biela-manivela para converter o movimento rotativo de um eixo motriz no movimento translacional de um pistão ou embolo. Assim a cada rotação do acionador o pistão efetua um ciclo de operação semelhante ao de um motor a combustão. Seu funcionamento depende do comportamento das válvulas de admissão e válvula de descarga. Elas possuem um elemento móvel chamado obturador que tem um funcionamento semelhante ao do diafragma comparando as pressões interna e externa.

Compressor de Embolo com Movimento Linear

Este é o compressor mais utilizado, apropriado para baixas e médias pressões que varia de 100 kPa (1 bar) até 15000 kPa (150 bar). Para se obter pressões elevadas são necessários vários estágios de compressão, podendo ser refrigerado por ar ou água.

Compressores de Membrana

Este tipo de compressor possui uma membrana que separa o embolo da câmara de trabalho; o ar não entra em contato com as peças moveis. Portanto o ar comprimido está isento de resíduos de óleo, o que faz deste compressor ser largamente empregado em indústrias alimentícias, farmacêuticas e químicas.

Pressão N° de Estágios Até 4 bar 1

De 4 bar a 15 bar 2

De 15 bar a 150 bar 3 ou mais

2.2-Compressores Rotativos

Estas maquinas comprimem o ar por meio de movimentos rotacionais de elementos internos promovendo a sucção e compressão do ar até que ele atinja a pressão de utilização.

Compressor Rotativo Multicelular (Palhetas)

Este compressor possui uma carcaça cilíndrica com aberturas de entrada e saída de ar, um rotor excêntrico que possui rasgos onde se alojam palhetas que em conjunto com a parede da carcaça formam pequenos compartimentos, que quando em rotação serão apertadas contra a parede pela força centrifuga. Devido à excentricidade há uma diminuição e aumento das células. Suas vantagens são o funcionamento continuo e uniforme (ar livre de pulsação), silencioso, continuo e equilibrado.

Compressor de Parafuso

Este compressor possui dois parafusos que giram em sentido contrario mantendo uma relação de engrenamento entre si. O ar entra pela tomada de aspiração e ocupa os intervalos entre os filetes dos rotores. Quando se inicia o engrenamento entre os parafusos o ar fica comprimido entre o rotor e as paredes da carcaça. A rotação faz com que o ponto de engrenamento se desloque, reduzindo o espaço disponível para ar e provocando a sua compressão que alcança a abertura de saída.

Compressor Roots (Lóbulos)

Este compressor é empregado em sistemas de transporte, medidores de fluxo e bombas a vácuo. É constituído de dois rotores descentralizados, tangentes entre si e tangentes a carcaça. O ar é aspirado por um lado, comprimido entre as os rotores e a carcaça e descarregado do outro lado. As vazões para este tipo de compressor são maiores do que os compressores de embolo, mas as pressões atingidas são menores.

3-Compressores Dinâmicos 3.1-Compressor Axial

Neste tipo de compressor, a compressão do fluido de trabalho ocorre pela aceleração do ar aspirado no sentido do fluxo (axialmente) ao longo do eixo por uma serie de lâminas (hélices) rotativas.

3.2-Compressor Centrifugo (Radial)

Este compressor é possui uma sucessão de rodas e pás montadas em serie sobre o mesmo eixo. Estes compressores possuem alta rotação, vazão muito grande, mas descarga de pressão baixa. O seu ciclo inicia quando o ar é admitido e passa pela primeira roda dentro do qual é centrifugado. Em seguida passa pelo difusor dentro do qual tem sua velocidade reduzida e sua pressão aumentada. Em seguida passa por um coletor para ir para a segunda roda e assim até o escape. Desta forma o ar obtém um aumento progressivo da pressão desde a aspiração até a descarga.

Max. Pressão de Descarga (psia)

Max. Relação Compressão por estágio

Máx. Relação Compressão por máquina

Máx. Vazão medida na sucção

V o l m e t r i c o

T u r b o Centrífugos

4-Capacidades

5-Seleção de um Compressor

Altas pressões Alternativos Altas vazões Centrífugos e axiais Uso geral Parafuso

Ressalta-se que o custo inicial representa apenas 12% do custo total durante a vida útil de um compressor, mais 10% se devem a gastos com manutenção e o restante, 78% são relativos a custos com energia elétrica para o acionamento.

6-Limites de Operação Limite Inferior

Existe uma capacidade mínima para cada compressor, a cada rotação abaixo da qual a operação se torna instável, Esta instabilidade é chamada de Surging (Surge). Este fenômeno tem como conseqüências forte deslocamento axial, altos índices de vibração, comprometimento dos mancais do compressor e falhas na selagem de vedação.

Limite Superior

É denominado pelo fenômeno “Stonewall” ou “Choke”.

Ocorre quando a velocidade do gás se aproxima da velocidade do som em algum estágio do compressor. Ocorre geralmente no 1º Estágio e são resultadas de choque que restringe o escoamento, causando um efeito de blocagem (Queda rápida da pressão).

7-Instalação e manutenção Na instalação e na manutenção de um compressor devemos nos atentar em:

• Os painéis e as tampas devem ser de fácil remoção com fechos de abertura rápida; • Purgador exterior de modo a permitir uma rápida mudança do óleo;

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