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OS COMPRESSORES

DE AR COMPRIMIDO

Introdução

Este trabalho destina – se a mostrar um pouco mais detalhadamente a função de um compressor de ar comprimido, os tipos e as operações mais adequadas para os diversos tipos de compressores.

O compressor é basicamente um equipamento eletro -mecânico, capaz de captar o ar que está no meio ambiente e armazena – lo sob alta pressão num reservatório próprio do mesmo, ou seja, eles são utilizados para proporcionar a elevação da pressão do ar.

Classificação Quanto a Aplicação

                As características físicas de um compressor podem variar muito de acordo com atividade que ele desempenhará. Veja as seguintes categorias:

ü      Compressores de Ar para Serviços Ordinários

ü      Compressores de Ar para Sistemas Industriais

ü      Compressores de Gás ou de Processo

ü      Compressores de Refrigeração

ü      Compressores para Serviço de Vácuo

Os compressores de ar para serviços ordinários são fabricados em série, visando baixo custo inicial. Destinam - se normalmente a serviços de jateamento, limpeza, pintura, acionamento de pequenas máquinas pneumáticas, etc.

                        Os compressores de ar para sistemas industriais destinam-se às centrais encarregadas do suprimento de ar em unidades industriais. Embora possam chegar a ser máquinas de grande porte e custo aquisitivo e operacional elevados, são oferecidos em padrões básicos pelos fabricantes. Isso é possível porque as condições de operação dessas máquinas costumam variar pouco de um sistema para outro, há exceção talvez da vazão.

                   Os compressores de gás ou de processo podem ser requeridos para as mais variadas condições de operação, de modo que toda a sua sistemática de especificação, projeto, operação, manutenção, etc... depende fundamentalmente da aplicação. Incluem - se nessa categoria certos sistemas de compressão de ar com características anormais. Como exemplo, citamos o soprador de ar do forno de craqueamento catalítico das refinarias de petróleo ("blower do F.C.C."). Trata-se de uma máquina de enorme vazão e potência, que exige uma concepção análoga à de um compressor de gás.

                Os compressores de refrigeração são máquinas desenvolvidas por certos fabricantes com vistas a essa aplicação. Operam com fluidos bastante específicos e em condições de sucção e descarga pouco variáveis, possibilitando a produção em série e até mesmo o fornecimento incluindo todos os demais equipamentos do sistema de refrigeração.

            Classificação Quanto ao Princípio de Concepção

                São dois os princípios em que se baseiam os compressores de uso industrial: volumétrico e dinâmico.

Nos compressores volumétricos ou de deslocamento positivo, a elevação de pressão é conseguida através da redução do volume ocupado pelo gás. Na operação dessas máquinas podem ser identificadas diversas fases, que constituem o ciclo de funcionamento: inicialmente, uma certa quantidade de gás é admitida no interior de uma câmara de compressão, que então é cerrada e sofre redução de volume. Finalmente, a câmara é aberta e o gás liberado para consumo. Trata-se, pois, de um processo intermitente, no qual a compressão propriamente dita é efetuada em sistema fechado, isto é, sem qualquer contato com a sucção e a descarga. Conforme iremos constatar logo adiante, pode haver algumas diferenças entre os ciclos de funcionamento das máquinas dessa espécie, em função das características específicas de cada uma.

                        Os compressores dinâmicos ou turbocompressores possuem dois órgãos principais: impelidor e difusor. O impelidor é um órgão rotativo munido de pás que transfere ao ar a energia recebida de um acionador. Essa transferência de energia se faz em parte na forma cinética e em outra parte na forma de entalpia. Posteriormente, o escoamento estabelecido no impelidor é recebido por um órgão fixo denominado difusor, cuja função é promover a transformação da energia cinética do ar em entalpia, com conseqüente ganho de pressão. Os compressores dinâmicos efetuam o processo de compressão de maneira contínua, e, portanto corresponde exatamente ao que se denomina, em termodinâmica, um volume de controle.

                        Os compressores de maior uso na indústria são os alternativos, os de palhetas, os de fuso rosqueado, os de lóbulos, os centrífugos e os axiais.

Os Tipos de Compressores

                Existem os mais variados tipos de compressores, cada um desempenha sua função pré – determinada no sistema. A seguir veremos os tipos mais detalhadamente.

                        Compressores de Êmbolo – Curso Linear (compressor de êmbolo e compressor de membrana).

                        Compressores Rotativos (multicelular de palhetas, de parafusos helicoidais e compressor tipo roots).

                        Turbo – Compressores (radial e axial).

Compressores de Êmbolo

                Compressor de Pistão – este compressor contém um êmbolo que produz movimento linear. Ele é apropriado para todos os tipos de pressões, ele pode atingir milhares de kPa.

                        Compressor de Pistão de 2 ou Mais Estágios – este compressor consegue comprimir o ar com pressões mais elevadas facilmente, pois ele passa por uma compressão 2 ou mais vezes, este tipo precisa de um sistema de refrigeração para a eliminação do calor gerado.

                        Compressor de Membrana – ele é parecido com de pistão, mas o ar não entra em contato com as partes móveis, pois ele é separado por uma membrana, assim o ar não é contaminado com os resíduos do óleo. Estes compressores são utilizados nas indústrias alimentícias, farmacêuticas e químicas.

            Compressores Rotativos

                Compressor Rotativo Multicelular – em um compartimento cilíndrico, com abertura de entrada e saída, gira um rotor com palhetas que está alojado excentricamente. Devido à excentricidade do rotor, há uma diminuição no tamanho dos compartimentos, assim, gerando uma certa pressão. Esse compressor tem a vantagem de manter a pressão contínua, livre de qualquer pulsação e com baixo ruído devido ao seu funcionamento.

                        Compressor Duplo Parafuso (Dois Eixos) – dois parafusos helicoidais, os quais, pelos perfis côncavo e convexo comprimem o ar, que é conduzido axialmente.

                        Compressor Tipo Roots – nesse tipo de compressor o ar é transportado de um lado para o outro sem alteração do volume. A compressão é feita no lado da pressão pelos cantos do êmbolos.

            Turbo Compressores

                Compressor Axial – a compressão é feita pela aceleração do ar aspirado, ele se baseia na energia de movimento que é transformada em energia de pressão. Os turbo compressores são destinados para o funcionamento onde existe grande vazão.

                        Compressor Radial – o ar é impelido para as paredes da câmara e posteriormente em direção ao eixo e daí no sentido radial para outra câmara sucessivamente em direção à saída.

Regulagem dos Compressores

                Existem diferentes tipos de regulagem

                        1 - Regulagem em marcha em vazio:

            A – Regulagem por Descarga

            B – Regulagem por Fechamento

            C – Regulagem por Garras

                        2 - Regulagem de carga parcial:

            A – Regulagem na Rotação

            B – Regulagem por Estrangulamento

            C – Regulagem Intermitente

                        1A – Regulagem por Descarga – na saída do compressor existe uma válvula limitadora de pressão, quando a pressão desejada é alcançada, a válvula se abre deixando o excesso de pressão escapar para a atmosfera.

                        1B – Regulagem por Fechamento – é fechado o lado da sucção, com a entrada de ar fechada, o compressor não pode aspirar e continua funcionando vazio. Esta regulagem é utilizada nos compressores rotativos e nos de êmbolo.

                        1C – Regulagem por Garras – esta regulagem é utilizada nos compressores de êmbolo de grande porte. Mediante garras, mantém – se aberta a válvula de sucção, evitando assim que o compressor continue comprimindo.

                        2A – Regulagem na Rotação – num determinado dispositivo, ajusta – se a rotação do motor a explosão. A regulagem pode ser feita manualmente ou também automaticamente, dependendo do equipamento utilizado.

                        2B – Regulagem por Estrangulamento – essa regulagem se dá ao estrangulamento no funil de sucção, e o compressor pode assim ser regulado. Esta regulagem pode ser feita nos compressores de êmbolo rotativo e nos turbo – compressores.

                        2C – Regulagem Intermitente – com esta, o compressor funciona em dois campos (carga máxima e parada total). Ao alcançar a pressão máxima, o motor do compressor é desligado e quando chega no mínimo ele é ligado. A freqüência de comutação pode ser regulada num pressostato, para que os períodos de comandos possam ser limitados a uma média aceitável, é necessário um grande reservatório de ar comprimido.

            Aplicação

                A Pneumática vêm ganhando espaço nas indústrias do globo, mas por enquanto não é possível obter o ar comprimido sem a ajuda de um compressor, seja ele de qual tipo for.

                        Outro benefício do ar comprimido é que depois de utilizado ele pode ser liberado na atmosfera sem maiores problemas.

                        Os compressores são usados na obtenção do ar comprimido para serem utilizados principalmente nas industrias, como por exemplo nas farmacêuticas, químicas, alimentícias, automotiva, elétrica, etc.

Conclusão

                Com a crescente produção mundial, a pneumática tem a tendência de se desenvolver tecnologicamente.

                        Os compressores desempenham grande papel nesse desempenho, seja em indústrias automobilísticas ou nas farmacêuticas.   

                        Os tipos de compressores existentes são:

Compressores de Êmbolo – Curso Linear - compressor de êmbolo e compressor de membrana.

                        Compressores Rotativos - multicelular de palhetas, de parafusos helicoidais e compressor tipo roots.

                        Turbo – Compressores - radial e axial.

                        Assim, posso concluir que a pneumática juntamente com os compressores vão se expandir muito, com relação às indústrias e os lares do mundo.

Bibliografia 

Livros:

Introdução à Pneumática; pg 14 à 21. Festo Didactic, Agosto/1999 (Livro Curso)

Internet:

www.google.com.br/

www.farejadorig.com.br/

www.schulz.com.br/

www.arcomprimido.cjb.net/

www.fiac.com.br/

www.festo.com.br/

www.sullair.com.br/

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Física - Exercícios resolvidos