Compressores de Ar, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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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

Índice

• 1. Introdução....................................................................................................
• 2. Compressores Volumétricos........................................................................
  • 2.1. Compressores Alternativos....................................................................
  • 2.2. Compressores Rotativos........................................................................
• 3. Compressores Dinâmicos............................................................................
  • 3.1. Compressores Axiais.............................................................................
  • 3.2. Compressores Centrífugos....................................................................
• 4. Capacidades.................................................................................................
• 5. Seleção de um compressor..........................................................................
• 6. Limites de operação.....................................................................................
• 7. Instalação e manutenção.............................................................................
• 8. Fabricantes..................................................................................................
• 9. Fontes e Bibliografia....................................................................................

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

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)

TIPO

Max. Pressão de Descarga (psia)

Max. Relação Compressão por estágio

Máx. Relação Compressão por máquina

Máx. Vazão medida na sucção

Volumetrico

Alternativos 35.000-50.000 10 - 3.500-5.

Rotativos 100-250 4 8 50.

Turbo

Centrífugos^ 3.000-6.000 (10000) 3-4,5 8-10 200.

Axiais 80-130 1,2-1,5 5-6,5 2.000.

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;
• Filtro de aspiração de fácil acesso;
• Uma secção reduzida do aparelho não requer muito espaço, permitindo a instalação mesmo em áreas limitadas;
• Acesso simplificado para a limpeza do refrigerador;
• Os elementos da assistência de rotina devem ser agrupados na mesma área, reduzindo o tempo de paragem e os custos;
• Intervalo de manutenção normalizado e reduzido;
• Níveis de ruído baixos;
• Os compressores devem ser concebidos, sempre que possível, para passar através de portas normais.
• Instalar o compressor em pisos nivelados;
• Instalar o compressor em local arejado conforme possível.

9-Fontes e Bibliografia

• Fialho, Arivelto Bustamante – Automação Pneumática, 5º Ed;
• P. Croser, F. Ebel – Apostila Festo Pneumática Básica 10/2002;
• Wikipédia, A enciclopédia livre – http://pt.wikipedia.org/