compressor es

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Noes de Compressores

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1. Estudo dos Gases

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Caractersticas prprias: volume, densidade e forma.

Presso e Temperatura

Estados da Matria

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Gases

No possuem nem forma definida nem volume prprio. Volume fortemente dependente da presso e da temperatura que exercida sobre o recipiente que contm o gs. No estado gasoso, as molculas perdem totalmente a atrao que possuem e esto muito mais distanciadas umas das outras do que nos estados lquido e slido. Devido ao choque das molculas com a parede do recipiente, temos o aparecimento da presso que o gs exerce sobre o recipiente..

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Resumo:

Estado Slido Lquido Gasoso

Caracterstica

Forma

Volume

Arranjo de partculas

Agregao de partculas

Movimento de partculas

Prpria A do recipiente A do recipiente

constante constante O do recipiente

Ordenadas Muito prximas

Muito forte Forte Praticamente

Nenhuma

Desordenadas Prximas

Muito desordenadas Muito distantes

Pouca liberdade

Grande liberdade

Relativa liberdade

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Teoria

Pelo fato de um gs ocupar todo o volume que o contm, expandindo-se espontaneamente, as propriedades termodinmicas que definem o estado de um gs so a presso, temperatura e volume.

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Medida e Unidade de Presso

A 1 medida de presso foi atravs do barmetro de Torricelli, que consiste em uma coluna de mercrio de 1 m de comprimento introduzida dentro de um recipiente com mercrio.

Atualmente, em laboratrios utiliza-se para medir a presso de um gs contido em um recipiente, o manmetro de mercrio.

Unidades de Presso: 1 atm = 760 mmHg = 76 cmHg = 1,033 Kgf = 14,697 psi = 10,33 m.c.a.

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Unidades de Temperatura

TK = TC + 273 K = Kelvin TC = C = graus Celsius

1 litro = 1.000 ml 1 litro = 1.000 cm3 1 cm3 = 1 ml

Unidades de Volume:

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Leis dos gases

Algumas consideraes: - Todas as partculas possuem a mesma massa e forma esfrica; - O volume do gs comparado com a do recipiente so desprezveis; - A presso do gs devida unicamente aos choques de suas molculas com as paredes do recipiente.

As transformaes que uma dada massa de gs pode sofrer so trs: 1) Isotrmica 2) Isobrica 3) Isocrica

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1) Transformao Isotrmica : Lei de Boyle Mariote (relao presso x volume)

Mantendo-se constante a temperatura e a quantidade de matria (nmero de mols). O volume ocupado por um gs inversamente proporcional a presso a que est submetida.

onde: P: presso exercida sobre o gs. V: volume que o gs ocupa. k: valor constante, resultado do produto entre P x V, para uma temperatura constante.

k = p.V

A constante k depende da massa, da temperatura e da natureza do gs.

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p1 x V1 = p2 x V2

Se uma determinada massa de gs evolui isotermicamente do estado 1(caracterizado pelas variveis p1 e V1) para o estado 2 (caracterizado pelas variveis p2 e V2), teremos: p1 . V1 = k e p2 . V2 = k Como a constante a mesma temos a mesma massa, do mesmo gs mesma temperatura, teremos:

Volume (l) 1 3

3

1

Presso (atm)

Incio

Fim

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Exemplo de aplicao:

Um recipiente de 18 litros contm gs sob presso de 3 atm. Qual a presso depois se reduzirmos o volume para 9 litros, mantendo constante a temperatura do gs?

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Propriedades caractersticas dos gases

Os gases, como os lquidos, so fludos. O que caracteriza na verdade os gases a sua expansibilidade, sua grande compressibilidade e a sua perfeita elasticidade. a) Expansibilidade: a propriedade pela qual os gases ocupam todo o espao que lhes dado, isto , tendem a ocupar volume sempre maior; possuem, como se diz fora expansiva. b) Compressibilidade e Elasticidade: Quando se comprime um gs a sua fora expansiva aumenta; quando cessa a compresso o volume do gs tenta retomar seu valor primitivo: a elasticidade.

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A matria descontnua, formada de partculas infinitamente pequenas: as molculas. As molculas que constituem uma determinada substncia apresentam espaos entre si denominados espaos intermoleculares. Esses espaos, de acordo com a natureza da substncia em questo podem ser maiores ou menores, o que depende das foras que atuam sobre essas molculas. Essas foras so: as de coeso e as de repulso ou expansivas. - As foras de coeso tendem a aproximar entre si as molculas; - As foras de repulso ou expansivas, ao contrrio tendem a afast-las.

Teoria Cintica dos Gases

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2. Ar Comprimido

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O ar comprimido uma forma de energia de enorme utilidade e inmeras aplicaes. Em muitos campos de utilizao, compete com a energia eltrica, e em outros, um complemento necessrio da mesma. Nas indstrias empregado em mquinas operatrizes, motores pneumticos, sistemas de comando, controle, regulagem, instrumentao de medio e na automatizao de processos. Tambm bastante utilizado em instalaes de aeroportos, hospitais, obras de engenharia civil, postos de combustvel, instalaes centrais de climatizao, no comando e controle de vlvulas e operao de instrumentos.

Importncia do emprego do ar comprimido

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a) A presso de ar ou de ao fechada: - Trabalhos submarinos; - Inflagem de cmaras de ar de veculos; - Embreagens e freios; - Transporte pneumtico; - Fabricao do vidro e dos plsticos; - Comandos pneumticos a distncia. b) A jato de ar ou de ao livre - Resfriadores e aquecedores de ar; - Disjuntores pneumticos; - Ejetores e aspiradores industriais; - Jateamento de areia; - Pulverizao de combustveis nos queimadores de leo; - Pintura a pistola.

Equipamentos que utilizam o ar comprimido

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c) Equipamentos e mquinas de percusso:

- Marteletes a ar comprimido; - Talhadeiras, punes pneumticos; - Perfuratrizes de rocha; - Bate-estacas; - Vibradores. d) Motores a ar comprimido - De pistes, de palhetas e de engrenagens; - Bombas de injeo de concreto; - Mquinas ferramentas fixas e portteis como furadeiras, serras,

aparafusadeiras e etc. - Automatizao de operaes industriais. - Abertura e fechamento automtico de portas.

Equipamentos que utilizam o ar comprimido

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- Pode ser armazenado e conduzido ao local de utilizao sem necessitar de isolamento contra perda de calor na conduo.

- No oferece riscos de incndio e exploso - Seu emprego se faz de maneira flexvel, compacta e potente.

Vantagens do uso de ar comprimido

Desvantagens do uso de ar comprimido

- Consumo maior de energia que a energia eltrica na produo de um determinado trabalho til.

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A gua e os demais lquidos so pouco compressveis e sob a ao de grandes presses, sofrem pequena diminuio de volume. Ao pressionarmos o mbolo da seringa contendo gua, notamos que a diminuio do volume torna-se difcil (Figura 1).

COMPRESSOR

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Os gases so facilmente compressveis e sob a ao de um pequeno aumento de presso, diminuem de volume. O mesmo no ocorre se utilizarmos um gs qualquer (Figura 2).

Nota-se que houve um deslocamento do mbolo no interior da seringa de a para b, provocando uma diminuio de volume.

COMPRESSOR

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Definio:

So mquinas acionadas que aumentam a presso de gases, fluidos compressveis.

A compresso pode ser entendida como a ao de forar uma determinada massa de gs confinado, em um volume cada vez menor. Ela produz um aumento de presso acompanhado por uma elevao de temperatura (aumento da energia interna do gs).

COMPRESSOR

So funcionalmente semelhantes s bombas, com a diferena destas trabalharem com lquidos e aqueles com gases. As bombas e os compressores so construdos com base nos mesmos princpios de funcionamento, e as diferenas entre eles so de dimenses, de sistemas de vedao e de velocidade de operao, que decorrem da menor densidade, da compressibilidade, da expansibilidade e da difuso dos gases. Eles so equipamentos carssimos, chegando s vezes a representar cerca de 30 a 40% do investimento total da planta, da a razo pela qual devem ser tratados com cuidados especiais, a fim de se evitarem danos.

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Denomina-se compressor as mquinas que tem finalidade principal aumentar a presso de um fluido compressvel de mais de 2,5 kgf/cm2. Exemplos: - Ventiladores e exaustores domsticos; - Ventiladores industriais (torre de resfriamento); - Bomba de vcuo (bomba de bicicleta); - Misturador de tanque de armazenamento de produtos sem tubulaes de suco e descarga.

COMPRESSOR

No projeto de dimensionamento e seleo de compressores recomenda-se consulta de normas tcnicas: ASME Seco VIII American Society of Mechanical Engineers API American Petroleum Institute ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas ASTM American Society for Testing Materials

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1) Compressores: Presso de suco (PS) maior ou igual ou menor que a presso atmosfrica e descarga (PD) maior que a presso atmosfrica.

O diferencial de presso: P = PD - PS > 2,5 kgf/cm2

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2) Ventiladores e exaustores: Presso de suco (PS) maior ou igual ou menor que a presso atmosfrica e descarga (PD) maior que a presso atmosfrica.

O diferencial de presso: P = PD - PS ~ 50 a 100 mmHg

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3) Sopradores ou Blowers: Presso de suco (PS) maior ou igual ou menor que a presso atmosfrica e descarga (PD) maior que a presso atmosfrica.

O diferencial de presso: P = PD - PS ~ 100 mmHg a 2,5 kgf/cm2.

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4) Bomba de vcuo: Presso de suco (PS) menor que a presso atmosfrica (at prximo do vcuo absoluto) e descarga (PD) maior ou igual que a presso atmosfrica.

O diferencial de presso: P = PD - PS ~ 1 atm

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5) Ejetores: Presso de suco (PS) menor que a presso atmosfrica (at prximo do vcuo absoluto) e descarga (PD) maior ou igual que a presso atmosfrica.

O diferencial de presso: P = PD - PS ~ 1 atm

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Vazo: o volume de fluxo por unidade de tempo. Nm3 /h ou p3 /h so medidas de vazo.

Capacidade de um compressor: a vazo de gs que ele comprime. Assim,

um compressor com 1000 Nm3/h de capacidade significa um compressor succionando e descarregando 1000 Nm3 de gs a cada hora.

CAPACIDADE E VAZO NUM COMPRESSOR

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Compressores

Volumtricos Turbo

Centrfugos Axiais Rotativos Alternativos

Pisto Diafragma

Palhetas Parafuso Lbulos

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Os compressores so chamados de deslocamento positivo quando os volumes sucessivos de ar ou de um gs so confinados num espao fechado, no qual a presso aumentada pela reduo do volume por ao de partes mveis internas.

a) Compressor Alternativo: aqueles em que o elemento de compresso um pisto que executa um movimento de vai-e-vem dentro de um cilindro equipado com vlvulas de suco e descarga.

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COMPRESSORES ALTERNATIVOS DE CILINDRO / PISTO

Descrio: um volume de gs succionado para um cilindro mantido dentro dele. Em seguida, este gs comprimido por meio de um pisto para um volume menor e, quando a presso vencer a resistncia do sistema de descarga este gs descartado do cilindro.

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Os compressores alternativos quanto ao aspecto construtivo dos cilindros podem ser: a) Simples efeito ou simples ao: o cilindro possui uma nica cmara de compresso, isto , em cada revoluo, h uma suco e uma compresso;

COMPRESSORES ALTERNATIVOS DE CILINDRO / PISTO

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COMPRESSORES ALTERNATIVOS DE SIMPLES EFEITO OU SIMPLES AO

VANTAGENS: - Tamanho e peso pequenos; - Pode ser instalado prximo a ponto de utilizao; - No requer sistemas refrigerao separados; - Manuteno simples; - Facilmente controlados de acordo com a demanda de ar comprimido; - Operao econmica; - 70 a 80 % da energia fornecida ao eixo do compressor, e dissipada sob forma de calor, podem ser aproveitados para aquecimentos de equipamentos industriais.

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COMPRESSORES ALTERNATIVOS DE SIMPLES EFEITO OU SIMPLES AO

DESVANTAGENS:

- Custo relativamente elevado da compresso; - Projeto geralmente funciona menos de 50 % do tempo;

- Geralmente comprima e armazena o ar ou gs em um vaso a uma presso mais alta do que a necessria.

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COMPRESSORES ALTERNATIVOS DE DUPLO EFEITO OU DUPLA AO

b) Duplo efeito ou dupla ao: o cilindro dividido em duas cmaras separadas pelo pisto, de um lado do cilindro h uma compresso, enquanto do lado oposto ao pisto h uma compresso, isto , em cada revoluo, h duas suces e duas descargas.

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COMPRESSORES ALTERNATIVOS DE DUPLO EFEITO OU DUPLA AO

Caractersticas da construo: 1- O torque mais regular, pois a cada volta do virabrequim so efetuados dois ciclos de compresso;

2- Grandes capacidades, notar que o cilindro de duplo efeito no tem o dobro o de capacidade de um de simples efeito, devido ao volume ocupado pela haste;

3- Os esforos laterais do pisto (anis) contra o cilindro so reduzidos devido ao fato de que nos cilindros de dupla ao a haste guiada;

4- O contato lubrificante/gs pode ser mais eficientemente evitado;

5- Construo mais complexa.

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CLASSIFICAO QUANTO A DISPOSIO DOS CILINDROS

a) HORIZONTAIS: 1- Facilidade de acesso, principalmente s vlvulas; 2- Ocupam muito espao e exigem maiores fundaes; 3- Esforos laterais sobre os anis do pisto

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a) VERTICAIS: 1- Acesso mais difcil, principalmente s vlvulas; 2- Menores fundaes e espao ocupado; 3- Lubrificao mas fcil; 4- Em compressores muito grandes, o peso do pisto poderia causar cargas adicionas sensveis nas peas acionadoras; nesses casos so usados horizontais.

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A disposio dos cilindros tanto na horizontal como na vertical de podem apresentar diversos arranjos "lay-out" como os esboos da figura abaixo:

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COMPRESSOR ALTERNATIVO VERTICAL EM V

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CICLO OU DIAGRAMA DA COMPRESSO

O movimento de vai-e-vem do pisto faz variar o volume no cilindro.

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Na compresso de um gs temos que levar em conta a energia que representa o trabalho mecnico adicionado mquina pelo movimento do pisto dentro do cilindro. Se, por meio do resfriamento das paredes do cilindro, toda a energia que foi adicionada ao gs, durante o movimento de compresso, fosse removida como calor, a energia interna do gs permaneceria constante e sua temperatura no subiria. Esta seria a compresso isotrmica que representada pela linha CD1. Por outro lado, se a compresso for realizada sem remoo de calor, isto , com o compressor isolado, toda a energia adquirida pelo gs como energia interna ocasionar a elevao da temperatura do gs. Esta seria a compresso adiabtica segundo a linha CD2.

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Nos diagramas PV, uma variao na presso indica fora e uma variao no volume indica distancia; como trabalho o produto do volume pela presso, a rea compreendida num diagrama PV indica o trabalho realizado pelo compressor.

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CURVA REAL DE COMPRESSO

A compresso real situa-se entre estas duas condies, sempre mais prxima da adiabtica.

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EFICINCIA VOLUMTRICA

A potncia necessria por um compressor depende do trabalho feito num determinado tempo e da eficincia mecnica da mquina. Eficincia mecnica a razo da potncia aplicada ao gs e aquela recebida pelo acionador. A relao entre a capacidade real do compressor e o volume de gs que ele deveria teoricamente trabalhar chamada de eficincia volumtrica. A eficincia volumtrica funo da folga do cilindro e da razo de compresso. Folga do cilindro pode ser definida como o volume que fica no cilindro na sua posio extrema (ponto morto) dividido pelo deslocamento do cilindro.

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A suco real do compressor indicada pela distancia BC, assim a relao BC/AC indica a eficincia volumtrica.

EFICINCIA VOLUMTRICA

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PRINCIPAIS COMPONENTES - COMPRESSOR ALTERNATIVO

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A) Carcaa:

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B) Vlvulas: permitem a entrada e a sada dos gases do compressor, podem ser de suco ou de descarga.


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As vlvulas possuem cinco componentes bsicos: 1) Assento

2) Protetor (protetor, placa de batente, amortecedor) 3) Elemento de selagem (placa da vlvula ou anel da vlvula,

canaleta, rosca de torno, tira da pena, esfera) 4) Elemento amortecedor (molas de bobina, placas do coxim,

placas da mola, placas de amortecimento) 5) Elemento do conjunto (parafusos, porcas, anel de retentor)


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As qualidades necessrias das vlvulas so: 1- Estanqueidade, quando fechadas;

2- Causar pequena perda de carga quando abertas; para isto devem ter seo de passagem suficiente e menor nmero possvel de mudanas de seo e de direo do fluxo de gs;

3- Pequena inrcia das partes mveis, para que a sua abertura ou fechamento se faa rapidamente;

4- Resistncia das peas a choques, presses, temperaturas elevadas e a corroso;

5- No aumentar muito o espao morto;

6- Facilidade de manuteno.


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As vlvulas podem ser: 1- Automticas: a sua abertura ou fechamento se faz pela

diferena entre a presso do reservatrio de gs com o qual ela comunica a cilindro, e a presso interna do gs no cilindro.

Vantagem: grande rea de passagem dos gases, grandes

vazes, sem ocupar muita rea de parede do cilindro. Desvantagem: - espao nocivo (morto) grande; - perdas de

carga elevadas em virtude da limitao do levantamento.


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As vlvulas podem ser: 2- Comandadas: abertura comandada por um eixo de cames

engrenados ao virabrequim. A abertura e o fechamento dessas vlvulas se fazem, portanto, sempre para urna mesma posio do pisto, independendo de quais sejam as presses no cilindro ou no reservatrio.

Vantagem: permitem levantamentos maiores, com menor

perdas de carga. Desvantagem: 1) construo complexa, elevado custo. 2) acrscimo de potncia necessria para relaes de compresso diferentes da de projeto.


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Materiais das vlvulas: So escolhidos levando em conta as presses de servio,

temperatura de descarga, a agressividade do gs e as condies de lubrificao.


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C) Camisa: com a finalidade de reduzir custos de usinagem, os cilindros so encamisados. A camisa se desgasta onde o atrito maior e nos compressores horizontais isto ocorre na parte de baixo. As camisas so encaixadas e localizadas de tal modo que no se desloquem ou vibrem e tambm no impeam a lubrificao quando se fizer necessria.

Em alguns compressores a camisa provia de orifcio para entrada de lubrificante.


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D) Pistes: nos compressores de baixas velocidades (at 330 rpm) e de mdia velocidade (330 a 600 rpm) os pistes so comumente feitos de ferro fundido. At 18 cm de dimetro comumente so slidos e acima desse valor so ocos, para torn-los mais leves.


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E) Anis: garantem uma selagem para impedir ou diminuir o vazamento entre o pisto e a camisa e tambm, transportam calor do pisto para a camisa. Estes anis so colocados com uma leve presso sobre a camisa e durante a operao, a presso sob eles mantm-nos firmemente aderidos a ela. O material dos anis escolhido de modo a garantir um desgaste mximo no incio e por isso uma vedao rpida; alm disso deve ser um material que se gaste mais rapidamente que a camisa. Os materiais usados podem ser: bronze, ferro fundido, baquelite, teflon, carvo ou qualquer outro material que ocasione baixo atrito.


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Nos equipamentos onde o processo exige cilindros secos, os anis de segmento podem ser teflon ou carvo.

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F) Sistema de Vedao - Gaxetas: o engaxetamento impede vazamento do cilindro atravs da haste do pisto e no caso do compressor operar com presso de suco abaixo da atmosfrica, impedir a entrada de ar para o cilindro.


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G) Haste, Cruzeta, Biela e Girabrequim:

A haste o elemento que faz a ligao entre o pisto que est no interior do cilindro e a cruzeta do lado externo. Comumente so feitas de ligas de ao de alta qualidade com sua superfcie endurecida. Em alguns compressores a haste aparafusada na cruzeta. A cruzeta o elemento de ligao entre a haste e a biela. Ela o ponto de apoio dos movimentos da haste. A biela o elemento que liga o virabrequim a cruzeta. Suas extremidades so equipadas com mancais de bucha justveis.


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G) Haste, Cruzeta, Biela e Girabrequim:

Virabrequim ou Girabrequim tambm chamada de eixo de manivelas, o elemento que permite o movimento de vai-e-vem do conjunto biela, cruzeta, haste e pisto.


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Resfriamento: quando comprimimos um fludo, este aquece, e se o calor produzido na compresso, no for removido, poder causar danos ao compressor. Por isso, na sada dos compressores que operam com estgios, colocado um resfriador. Em compressores pequenos sero suficientes aletas de refrigerao e nos maiores usa-se um ventilador auxiliar.


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Os compressores devem ser resfriados para: a) manter baixa a temperatura das vlvulas, do leo lubrificante

e do gs a ser comprimido; b) evitar a deformao do cilindro por alta temperatura.


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COMPRESSORES DE MEMBRANA OU DIAFRAGMA

O funcionamento bastante simples, ao subir o pisto comprime o leo, e este por sua vez empurra a membrana, causando a compresso do gs. No retorno do pisto, o leo descomprimido, a membrana volta, permitindo a entrada do gs.

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COMPRESSORES DE MEMBRANA OU DIAFRAGMA

Caractersticas: - Baixa rotao de 120 a 500 rpm;

- Vazes de 1 a 100 m3/h e baixas presses de at 15 kgf/cm2 para um estgio. - Vazes de 3 a 65 m3/h e altas presses de 85 at 1000 kgf/cm2.

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Os compressores rotativos apresentam vantagens sobre os alternativos com respeito aos itens abaixo:

a) Sistema biela-manivela introduz grandes foras de inrcia,

causando conjugado resistente irregular e reaes variveis sobre as fundaes, provocando vibraes.

b) Pequenas capacidades, devido s baixas rotaes possveis.

c) Emprego de motores de maior nmero de plos, ou de transmisses por engrenagens ou por correias, ainda devido s baixas rotaes, encarecendo as instalaes.

d) Perdas grandes de potncia por atrito.

e) Grande espao til ocupado.

f) Alta relao peso/potncia.

COMPRESSORES ROTATIVOS

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Consistem em um rotor excentricamente no interior de uma carcaa, de construo mais simples, possuindo de 8 a 12 palhetas.

Pode ser usado tanto como compressor ou bomba de vcuo.

fabricado em tamanhos at 6.000 cfm (10.200 m3/h) e presses at 125 psig (8,8 kgf/cm2).

COMPRESSORES ROTATIVOS DE PALHETAS

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CICLO DE COMPRESSO: (1) entrada de gs (2) pisto instalado em

cilindro esttico (3) suco de gs pelas

palhetas (4) palhetas (8) descarga de ar (9) injeo de leo


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Vantagens: Conjugado motor regular; Fluxo contnuo; Menor peso e volume; Ausncia de vibraes; Fundaes menores Foras inerciais pequenas; Rotaes maiores, permitindo acoplamento direto do motor; Partida sem carga, pois as palhetas s encostam-se ao

cilindro, ou seja, s h compresso, a partir de uma certa rotao;


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Desvantagens: Assimetria do esforo sobre o rotor inevitvel; Atrito entre as palhetas e o cilindro; Fugas (podem ser reduzidos usando-se um maior nmeros de

palhetas e pelo leo de lubrificao)


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Materiais: O cilindro e os cabeotes so geralmente feitos de ferro

fundido. O rotor e o eixo so usinados a partir de barras de ao forjado; rotores de ferro fundido tendem a quebrar nas cavidades das palhetas. Estas so feitas, em geral, de resinas fenlicas.

Lubrificao: 1) Introduo de aproximadamente 4 gotas por minuto de leo

na corrente de gs, suco. 2) Introduo do leo no cilindro de 67 l de leo /m3 de gs

por minuto, a fim de absorver o calor desenvolvido na compresso e melhor estanqueidade entre as palhetas e o cilindro.


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COMPRESSORES ROTATIVOS DE LBULOS

disponvel em capacidades at 50.000 cfm (85.000 m3/h) e presses at 30 psig (2,1 kgf/cm2).

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Operao: Os lbulos que deslocam o gs tem os movimentos sincronizados por meio de um par de engrenagens cilndricas externas a carcaa, estando cada engrenagem acoplada ao eixo de um lbulo. Devido ao perfil especial dos lbulos, as fugas de gs entre os lbulos so reduzidas, apesar de no haver contato entre os lbulos.


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Vantagens: - Robustez, no possuem vlvulas, anis e palhetas; - Pouca manuteno; - Fcil recuperao das superfcies desgastadas dos lbulos. Desvantagens: - Alto nvel de rudo.


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COMPRESSORES DE PARAFUSOS

Consiste de dois rotores helicoidais, um rotor macho e outro fmea. Geralmente o rotor macho acionado pelo motor, e os rotores so sincronizados por meio de engrenagens. O ar admitido na abertura de admisso e comprimido medida que as pores engrenadas de cada parte dos lbulos se movem em direo extremidade de descarga.

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Caractersticas: - Capacidade de at 12.000 cfm (20.390 m3/h);

- Presso de descarga entre 3 a 20 psig (0,2 a 1,4 kgf/cm2)

para compressores de apenas um estgio e 60 a 100 psig (4,2 a 7,0 kgf/cm2) para unidades especiais;

- Bombas de vcuo operam com capacidades de 500 a 10.000 cfm (850-16.990 m3/h) para vcuo de 5 a 25 in Hg.


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Vantagens: - Fornece ar isento de leo; -Tem um mnimo de peas sujeitas a desgastes; - Requer Fundaes simples; -Ideal para unidades portteis devido a seu baixo peso.

Desvantagens: - Consumo de energia maior que o alternativo.


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COMPRESSORES DE ANEL OU SELO LQUIDO

Caractersticas: - Capacidades at 5000 cfm ( 8.495 m3/h) em rotaes de 300 a 3000 rpm. - Unidades de simples estgio so empregadas para presses at 35 psig (2,5 kgf/cm2) e vcuo at 27 in Hg ( 685,8 mm Hg). - Em dois estgios, esses compressores podem atingir presses de 75 psig ( 5,3 kgf/cm2) e vcuo at 29inHg ( 736,6 mmHg).

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Operao: A admisso e descarga do gs se efetuam atravs das aberturas existentes no distribuidor central, fixo, dividido em 4 cmaras distintas, ligadas duas a duas s tubulaes de aspirao e descarga. A compresso obtida pelo impelidor provido de lminas fixas que gira no espao de forma elptica parcialmente cheia de lquido. A fora centrfuga agindo sobre o lquido faz com que este adquira o contorno da parede, formando um anel lquido.


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O anel lquido formado funciona como selo, evitando fugas, e como meio de dirigir o gs para a descarga, com um mnimo contato entre gs e superfcies metlicas.


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Vantagens:

- Fornece ar limpo de poeiras e contaminantes; - No necessitam de lubrificao no rotor; - So usados para ar de instrumentao, controles, hospitais, laboratrios, fbricas de produtos qumicos.

Desvantagens:

-Necessidade de dispositivo para manter constante o nvel do lquido; -Perigo de cavitao;

-Alto consumo de energia.


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COMPRESSORES DINMICOS OU TURBO-COMPRESSORES

Caractersticas:

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COMPARAO ENTRE TURBO-COMPRESSORES E ALTERNATIVOS

Vantagens dos Turbo:

- Menor custo de instalao - devido aos menores esforos, as fundaes no necessitam ser to grandes como para os alternativos;

- Menor custo de manuteno maior eficincia para RC< 2 por estgio;

- Maior relao capacidade para espao ocupado;

- Adaptveis a acionador de alta rpm (turbina a vapor, turbina a gs)

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Vantagens dos Alternativos:

Maior eficincia para RC > 2 por estgio;

Capazes de operar com diferenas de presso bastante altas;

As propriedades do fludo pouco influem na sua performance;

Operam eficientemente para baixas vazes (em relao nominal);

Em geral, mais baratos

COMPARAO ENTRE TURBO-COMPRESSORES E ALTERNATIVOS

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COMPRESSORES CENTRFUGOS

Caractersticas:

Vazo de entrada > 1500 ACFN ( 2500 m3/h)

680 m3/h < vazo de descarga < 170000 m3/h

Baixa compresso para ventilao de minas e para fornalhas nas siderrgicas;

Compresso mais elevada para ar e gases de processo na indstria qumica e petroqumica;

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Modo de Operao: Consta de dois discos separados por lminas. Suponhamos que este impelidor esteja animado de um movimento de rotao. As lminas do impelidor foram as molculas do ar ou do gs a se afastar do centro por falta da fora centrpeta, ganhando por isso velocidade, porquanto elas se opem ao movimento das lminas.


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Modo de Operao: A tendncia do ar ou gs de se mover para a periferia de um impelidor em rotao chamada de tendncia centrfuga. O aumento de velocidade das molculas de ar ou gs cria uma rea de baixa presso no "olho" do impelidor permitindo a entrada de mais ar ou gs. O gs que deixa o impelidor direcionado para uma passagem chamada de "difusor. Como no h ao direta do impelidor sobre o gs, a sua velocidade diminui ocasionando um aumento de presso. Os gases passam do difusor para a voluta onde continua a converso da velocidade em presso.


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Partes Mecnicas:

A) Carcaa dividida horizontalmente no sentido axial: usado para nvel de presso onde o selagem no apresenta problema. A vantagem est na carcaa aparafusada aos flanges e a remoo da tampa superior permite verificar o conjunto e as folgas do rotor.


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B) Impelidor ou Rotor: a pea a mais importante do compressor centrfugo fixo ao eixo atravs de chaveta. A velocidade do eixo varia de 2000 rpm nos ventiladores de baixa velocidade at 50.000 rpm em compressores de movimentados por turbinas a vapor ou gs de alta velocidade.


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C) Difusor: os difusores so pequenas palhetas fixadas numa placa com finalidade de transformao de energia de velocidade em energia de presso com a menor perda de carga.


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D) Selagem: No mercado so apresentados variados tipos de selagem dependo da aplicao: Labirintos: para compressores de ar de processo de baixa presso. Material bronze ou ligas de alumnio. Vazamento de 5 a 8,5 m3/h. Anis de carvo: para compressores de multi-estgio ou quando se processa gs cloro. Apresenta baixo vazamento em torno de 0,17 a 1,7 m3/h. A expectativa de vida de 2 a 3 anos. Selos mecnicos: para aplicaes onde os vazamentos no so permitidos, para baixas e mdias presses. Esses selos so altamente refinado, balanceado e muito caros.


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E) Mancais: so elementos de suportes das partes mveis no caso turbo compressores (eixo + impelidores). 1) Mancal Radial: so os que suportam uma carga perpendicular ao eixo de rotao, podem ser de rolamento ou deslizante. Acesso para substituio e manuteno simples.


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2) Mancal Axial: so mancais de escora ou de encosto cuja finalidade principal de absorver cargas no sentido do eixo (axial). O custo relativamente alto, porm o seu uso justificado pela necessidade e segurana.


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Tipos de impelidores quanto a inclinao das palhetas


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Curva de Operao de um turbo compressor


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Limites de Operao: Surge: a capacidade mnima para cada compressor, a cada rotao, abaixo da qual a operao do compressor se torna instvel. Stall: o limite superior de capacidade. Este ocorre quando a velocidade do gs se aproxima da velocidade do som no gs, em alguma parte do compressor, ocorrendo geralmente na entrada do impelidor do 1o estgio. Velocidades Crticas: so rotaes coincidentes com a freqncia natural das vibraes ou pulsaes. A operao prximas as essas rotaes causam srios problemas, como rompimento das selagens, empenamento de eixo, ruptura de tubulaes, etc.


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Compresso com resfriamento: Objetivo: reduzir a potncia e abaixar a temperatura de descarga. Resfriamento interno: os diafragmas que separam dois estgios sucessivos so providos de camisas de gua. Resfriamento externo: feito em trocadores de calor especiais (intercoolers). Resfriamento por injeo: um lquido adequado atomizado no canal de retorno do gs em um compressor de multi-estgios, onde ele se evapora imediatamente e reduz, a temperatura do gs.


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COMPRESSORES AXIAIS

Atualmente est sendo bastante aplicado nas indstrias para o suprimento de ar para regeneradores de catalisador em unidades de cracking cataltico. Vantagens: - O axial adequado para grandes vazes, indo de encontro, portanto, as crescentes capacidades de processamento da indstria;

- Maior eficincia que a do centrfugo;

- Menores dimenses, e portanto menores fundaes;

- Seleo de acionadores mais econmicos, devido as maiores rotaes possveis e a menor potncia necessria.

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As limitaes para seu emprego so aplicaes onde sejam necessrias relativamente baixas vazes, altas presses ou onde o seu maior custo inicial no seja compensado pela economia de operao.

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Princpio de Funcionamento: um compressor dinmico, caracterizado pelo emprego de conjuntos mveis de palhetas (no rotor), e conjuntos estacionrios (fixados a carcaa) para efetuar a converso de energia cintica do fluido em energia de presso.

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As palhetas do rotor aumentam a energia cintica e a presso esttica do gs. Cada fileira de palhetas estacionrias converte a energia cintica em presso, agindo como um difusor para o gs que sai da fileira anterior de palhetas mveis.

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Caractersticas construtivas: Os bocais de suco e descarga podem ser localizados em uma variedade de posies: axial, vertical com abertura para cima ou para baixo, entrada e descarga laterais, ou combinao dessas posies.

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Em compressores pequenos ou mdios, o conjunto rotativo e constitudo de um tambor com pontas de eixo ligadas a ele nas extremidades. Para compressores de maior vazo, o tambor e construdo de anis de ao forjado, soldados entre si. Nesse caso, as palhetas do rotor so presas ao rotor por um sistema de encaixe, fixo, como nas turbinas a vapor.

COMPRESSORES AXIAIS

Slide Number 1Slide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Slide Number 5TeoriaMedida e Unidade de Presso Unidades de TemperaturaLeis dos gases 1) Transformao Isotrmica : Lei de Boyle Mariote (relao presso x volume) Slide Number 11Slide Number 12Propriedades caractersticas dos gasesTeoria Cintica dos Gases Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Slide Number 20Slide Number 21Slide Number 22Slide Number 23Slide Number 24Slide Number 25Slide Number 26Slide Number 27Slide Number 28Slide Number 29Slide Number 30Slide Number 31Slide Number 32Slide Number 33Slide Number 34Slide Number 35Slide Number 36Slide Number 37Slide Number 38Slide Number 39Slide Number 40Slide Number 41Slide Number 42Slide Number 43Slide Number 44Slide Number 45Slide Number 46Slide Number 47Slide Number 48Slide Number 49Slide Number 50Slide Number 51Slide Number 52Slide Number 53Slide Number 54Slide Number 55Slide Number 56Slide Number 57Slide Number 58Slide Number 59Slide Number 60Slide Number 61Slide Number 62Slide Number 63Slide Number 64Slide Number 65Slide Number 66Slide Number 67Slide Number 68Slide Number 69Slide Number 70Slide Number 71Slide Number 72Slide Number 73Slide Number 74Slide Number 75Slide Number 76Slide Number 77Slide Number 78Slide Number 79Slide Number 80Slide Number 81Slide Number 82Slide Number 83Slide Number 84Slide Number 85Slide Number 86Slide Number 87Slide Number 88Slide Number 89Slide Number 90Slide Number 91Slide Number 92Slide Number 93Slide Number 94Slide Number 95Slide Number 96Slide Number 97Slide Number 98Slide Number 99Slide Number 100Slide Number 101Slide Number 102Slide Number 103Slide Number 104Slide Number 105Slide Number 106Slide Number 107Slide Number 108Slide Number 109Slide Number 110Slide Number 111Slide Number 112Slide Number 113Slide Number 114

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