Compressores Classificação e Funcionamen Funcionamento to
Introdução •
Ventiladores e compressores constituem a família das máquinas operatrizes (geratrizes) de fluxo compressível.
Ventiladores: • • •
Promovem o escoamento de um gás; Variação da massa especifica do gás raramente ultrapassa 7%; Elevação de pressão inferior a 0,1 atm.
Compressores: •
Proporcionam a elevação da pressão de um escoamento gasoso; Elevações de pressão de 1 atm até centenas de atmosferas; atmosferas;
•
Há quem utilize a denominação “sopradores” para para máquinas que
•
operam com elevações de pressão pequenas mas superiores aos limites usuais dos ventiladores.
Introdução •
Ventiladores e compressores constituem a família das máquinas operatrizes (geratrizes) de fluxo compressível.
Ventiladores: • • •
Promovem o escoamento de um gás; Variação da massa especifica do gás raramente ultrapassa 7%; Elevação de pressão inferior a 0,1 atm.
Compressores: •
Proporcionam a elevação da pressão de um escoamento gasoso; Elevações de pressão de 1 atm até centenas de atmosferas; atmosferas;
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Há quem utilize a denominação “sopradores” para para máquinas que
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operam com elevações de pressão pequenas mas superiores aos limites usuais dos ventiladores.
Classificação Quanto às Aplicações •
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Compressores de ar para serviços ordinários; Compressores de ar para serviços industriais; Compressores de gás ou de processo; Compressores de refrigeração; Compressores para serviços de vácuo (bombas de vácuo);
Classificação Quanto às Aplicações Compressores Compressores de ar para serviços ordinários; •
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Fabricados em série; Baixo custo inicial; Serviços de jateamento, limpeza, pintura, acionamento acionamento de pequenas máquinas pneumáticas
Classificação Quanto às Aplicações Compressores de ar para serviços industriais; •
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Centrais encarregadas do suprimento de ar; Podem ser de grande porte; Condições de operação costumam variar pouco, exceto a vazão;
Classificação Quanto às Aplicações Compressores de gás ou de processo; •
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Condições de operação variadas; Compressores de ar fora do padrão; Projeto e especificação dependem fundamentalmente da aplicação; Muito utilizados em indústrias do petróleo.
Classificação Quanto às Aplicações Compressores de refrigeração; •
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Operam com fluidos bastante específicos; Condições de sucção e descarga pouco variáveis; Em alguns casos tratado como compressor de processo.
Classificação Quanto às Aplicações Compressores para serviços de vácuo; •
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Pressão de sucção subatmosférica; Pressão de descarga quase sempre atmosférica; Fluido utilizado normalmente é o ar.
Classificação Quanto ao Princípio de Concepção Compressores de Deslocamento Positivo ou Volumétricos •
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Elevação de pressão obtida pela redução do volume ocupado pelo gás; Podem ser identificadas fases; Compressão em sistema fechado.
Classificação Quanto ao Princípio de Concepção Compressores Dinâmicos ou Turbocompressores •
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Possui dois orgãos principais: impelidor e difusor; O impelidor é um órgão rotativo munido de pás que transfere ao gás a energia recebida de um acionador; O difusor é um órgão fixo que transforma a energia cinética do gás em entalpia com consequente ganho de pressão; Processo contínuo; Compressão em volume de controle.
Classificação Quanto ao Princípio de Concepção Pistão Alternativos Volumétricos
Diafragma Palhetas
Rotativos Compressores
Lóbulos Parafuso
Centrífugos Dinâmicos Axiais
Princípios de Funcionamento Compressor Alternativo •
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Sistema biela-manivela converte o movimento rotativo de um eixo no movimento linear de um pistão; A cada rotação do acionador o pistão efetua um percurso de ida e volta, estabelecendo um ciclo de operação.
Princípios de Funcionamento Compressor Alternativo Válvula de Admissão
Válvula de Descarga
Pistão Cilindro Biela
Princípios de Funcionamento Compressor Alternativo
Princípios de Funcionamento Compressor de Diafragma •
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Utiliza o pistão não para comprimir o gás, mas para deslocar um fluido hidráulico que aciona um diafragma que faz a compressão do gás, através da redução de volume da câmara de compressão. São recomendados para compressão de gases tóxicos, corrosivos, inflamáveis, inclusive oxigênio. Não exige lubrificação para as vedações do pistão e da haste como no caso dos compressores alternativos de pistão, assegurando que o gás não
Princípios de Funcionamento Compressor de Diafragma
Princípios de Funcionamento Compressor de Diafragma
Princípios de Funcionamento Compressor de Palhetas •
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Possui um rotor ou tambor central que gira excentricamente em relação à carcaça, onde existem rasgos radiais que se prolongam por todo o seu comprimento e nos quais são inseridas palhetas retangulares; Relação de compressão é fixa; A pressão do gás no momento que é aberta a comunicação com a descarga poderá ser diferente da reinante na região.
Princípios de Funcionamento Compressor de Palhetas Sucção
Palheta
Rotor
Princípios de Funcionamento Compressor de Palhetas
Princípios de Funcionamento Compressor de Palhetas
Princípios de Funcionamento Compressor de Parafusos •
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Possui dois rotores em forma de parafusos que giram em sentido contrário mantendo uma condição de engrenamento; Relação de compressão depende das características da máquina podendo ser diferente da do sistema.
Princípios de Funcionamento Compressor de Parafusos
Princípios de Funcionamento Compressor de Parafusos
Princípios de Funcionamento Compressor de Lóbulos •
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Possui dois rotores que giram em sentidos contrários, mantendo uma folga muito pequena no ponto de tangência; Não possui compressão interna, apesar de ser classificado como volumétrico; Conhecido originalmente como soprador “ROOTS”,
uma vez que é oferecida para elevações muito pequenas de pressão. Raramente empregado com fins industriais, mas é um equipamento de baixo custo e pode suportar longa duração de funcionamento sem cuidados de
Princípios de Funcionamento Compressor de Lóbulos
Princípios de Funcionamento Compressor de Lóbulos
Princípios de Funcionamento Compressor Centrífugo •
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O gás é aspirado continuamente pela abertura central do impelidor e descarregado pela periferia do mesmo, num movimento provocado pela força centrífuga; Operando em fluxo contínuo, aspiram e descarregam o gás exatamente nas pressões externas; É incapaz de proporcionar grandes elevações de pressão, assim os utilizados em processos
Princípios de Funcionamento Compressor Centrífugo
Anel Difusor
Difusor da Voluta Impelidor
Voluta
Princípios de Funcionamento Compressor Centrífugo
Princípios de Funcionamento Compressor Centrífugo
Princípios de Funcionamento Compressor Axial •
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São dotados de um tambor rotativo com palhetas em arranjo circular igualmente espaçadas que quando posicionadas ficam intercaladas por arranjos semelhantes fixados ao longo da carcaça; Cada par formado por um conjunto de palhetas fixas e outro de palhetas móveis constitui um estágio de compressão.
Princípios de Funcionamento Compressor Axial
Princípios de Funcionamento Compressor Axial •
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As palhetas móveis transmitem ao gás a energia do acionador, acarretando ganhos de velocidade e entalpia; As palhetas fixas produzem uma deflexão no escoamento, que força um processo de difusão. Por provocar uma elevação de pressão bastante pequena por estágio axial, esses compressores são sempre dotados de vários estágios.
Princípios de Funcionamento Compressor Axial
Princípios de Funcionamento Compressor Axial
Ciclos Teóricos de Compressão Compressor Alternativo •
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4-1: Admissão isobárica 1-2: Compressão 2-3: Descarga isobárica 3-4: Expansão
Não é um ciclo termodinâmico porque a massa do sistema é variável. •
Ciclos Teóricos de Compressão Compressor de Palhetas e de Parafuso
Pd sistema = Pd interna
Pd sistema > Pd interna
Pd sistema < Pd interna
Maior consumo de energia
Maior consumo de energia
Redução de eficiência
Redução de eficiência
Redução da vida útil do
Elevação da temperatura de
Ciclos Teóricos de Compressão Compressor de Lóbulos Processo ineficiente em comparação com qualquer alternativa onde há compressão interna. •
Escolha do Tipo de Compressor Compressor Alternativo •
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Usados para baixas vazões e altas pressões; Grande peso e dimensões; Alto nível de vibração, causado pelo movimento alternativo; Necessidade frequente de manutenção, por possuir muitos componentes frágeis.
Escolha do Tipo de Compressor Compressor de Palhetas •
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Baixo peso e construção simples; Baixa eficiência comparado com compressor alternativo; Baixo nível de manutenção; Grande aplicação em instalações de ar comprimido e refrigeração.
Escolha do Tipo de Compressor Compressor de Parafusos •
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Alto custo inicial; Pouca manutenção requerida; Grande aplicação em instalações de ar comprimido e refrigeração; Insatisfatória adaptação à flexibilidade operacional geralmente requerida.
Escolha do Tipo de Compressor Compressor Centrífugo •
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São mais versáteis que todos os demais; Poucos componentes sujeitos a quebra ou desgaste; Mais usado em processamento industrial; São relativamente tolerantes a presença de líquido; Alguma dificuldade de operação pela sensibilidade às variações nos parâmetros do
Escolha do Tipo de Compressor Compressor Axial •
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Superam os centrífugos pois seu fluxo menos sujeito a mudanças de direção lhes confere maior compacidade e eficiência aerodinâmica; O fluido é quase sempre ar; Representa uma fração muito pequena no total das instalações industriais de compressão.
Escolha do Tipo de Compressor
Escolha do Tipo de Compressor
