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Helder Anibal Hermini

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Aula 2

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Conteúdo ProgramáticoCompressores de ar comprimidoReservatórios de ar comprimidoSecadoresEstação de compressãoCálculo e dimensionamento da Rede de distribuição

de ar comprimidoFiltragem de ar comprimidoLubrificador de ar comprimidoManutenção das unidades de conservação

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Instalação de uma Estação Compressora Completa

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Instalação do ar comprimidoProdução do ar comprimido com pressão de trabalho desejada.COMPRESSOR

RESERVATÓRIO

DE

AR COMPRIMIDO

Armazena o ar comprimido.

Ajuda a preparar o ar comprimido.

Estabiliza e nivela oscilações da rede durante o consumo do ar comprimido.

Separa a umidade do ar comprimido em forma de água.

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Tipos de Compressores

Compressor de Êmbolo-Curso Linear

Compressor Rotativo Turbo-Compressor

Compressor

de

Êmbolo

Compressor

de

Membrana

Turbo-Compressor

Radial

Turbo-Compressor

Axial

Compressor de Parafusos Helicoidais

Compressor Multicelular de

Palhetas

Compressor Roots

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Tipos de CompressoresCompressor de êmbolo com movimento linear

Compressor de êmbolo de 1 estágio Compressor de dois estágios com refrigeração intermediária

Apropriado para compressões de baixas, médias e altas pressões

100 kPa (1bar) 103 kPa (10 bar)

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Tipos de CompressoresCompressor de membrana

Uma membrana separa o êmbolo da câmara de trabalho, sendo que o ar não tem contato com as peças móveis. Portanto, o ar comprimido está isento de resíduos de óleo.

Emprego: Indústrias

•alimentícias,

•farmacêuticas e

•químicas

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Tipos de CompressoresCompressor rotativo multicelular

Em um compartimento cilíndrico, com aberturas de entrada e saída, gira um rotor alojado excentricamente. O rotor tem, nos rasgos, palhetas que em conjunto com as paredes, formam pequenos compartimentos (células). Quando em rotação, as palhetas serão, pela força centrífuga, apertadas contra a parede. Devido a excentricidade de localização do rotor, há uma diminuição e aumento das células.

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Tipos de CompressoresCompressor rotativo de duplo parafuso

Dois parafusos helicoidais, os quais, pelos perfis côncavo e convexo comprimem o ar que é conduzido axialmente.

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Tipos de CompressoresCompressor Roots

Nestes compressores o ar é transportado de um lado para o outro, sem alteração de volume. A compressão efetua-se no lado da pressão pelos cantos dos êmbolos.

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Tipos de CompressoresTurbo compressores

Compressor axial Compressor radial

Estes compressores trabalham segundo o princípio de fluxo e são adequados para o fornecimento de grandes vazões. Neles, o ar é colocado em movimento por uma ou mais turbinas, e esta energia de movimento é transformada em energia de pressão.

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Critérios para a escolha de compressoresVolume de ar fornecido (m3/min ou m3/hora)

• Volume teórico - Volume cilíndrico rotação• Volume efetivo ou real – Depende da construção do compressor e da

pressão

Pressão• Pressão de regime - Pressão fornecida pelo compressor, bem como

a pressão do reservatório e a pressão na rede distribuidora até o consumidor

• Pressão de trabalho - Pressão necessária nos pontos de trabalho

Acionamento• Por motor elétrico• Por motor a explosão

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Regulagem

Para combinar o volume fornecido com o consumo de ar é necessária uma regulagem dos compressores.

O volume é influenciado por dois valores limites pré-estabelecidos:

•Pressão máxima

•Pressão mínima

Critérios para a escolha de compressores

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Tipos de RegulagemExistem diferentes tipos de regulagem:

• Regulagem de marcha em vazio

•Regulagem por descarga

•Regulagem por fechamento

•Regulagem por garras

• Regulagem de carga parcial

•Regulagem por rotação

•Regulagem por estrangulamento

• Regulagem intermitente

Critérios para a escolha de compressores

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• Regulagem por descarga – Na saída do compressor existe uma válvula limitadora de pressão. Quando no depósito é alcançada a pressão desejada, a válvula abre dando passagem e permitindo que o ar escape para a atmosfera.

• Regulagem por fechamento – É fechado o lado da sucção. A entrada de ar estando fechada, o compressor não pode aspirar e continua funcionando em vazio.(usado em compressores rotativos e de êmbolo)

• Regulagem por garras – (Usada em compressores de êmbolo de grande porte) Mediante garras, mantém-se aberta a válvula de sucção, evitando que o compressor continue comprimindo.

Critérios para a escolha de compressoresRegulagem de marcha em vazio

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Critérios para a escolha de compressoresRegulagem de carga parcial

• Regulagem na Rotação – Sobre um dispositivo, ajusta-se o regulador de rotação do motor a explosão. A regulagem pode ser feita manualmente ou automaticamente, dependendo da pressão de trabalho.

• Regulagem por estrangulamento – A regulagem se faz mediante simples estrangulamento no funil de sucção, e o compressor pode assim ser regulado para determinadas cargas parciais. Sistema muito usado em turbo compressores e compressores de êmbolo rotativo.

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Regulagem Intermitente

Critérios para a escolha de compressores

•Com esta regulagem, o compressor funciona em dois campos (carga máxima e parada total).

•Ao alcançar a pressão máxima pmax, o motor acionador do compressor é desligado e

•Quando a pressão mínima chega ao mínimo p min , o motor é ligado e o compressor trabalha novamente.

•A pressão de comutação é regulada num pressostato.

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Refrigeração do sistema de compressão

•Sistema de aletas de refrigeração

•Sistema de ventilador

•Refrigeração de água circulante

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Lugar de Montagem de uma estação de Compressores

• A estação de compressores deve ser montada dentro de um ambiente fechado;

• O ambiente deve apresentar isolamento acústico;

• O ambiente deve ter boa ventilação;

• O ar sugado deve ser fresco, seco e livre de poeira.

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Reservatórios de Ar comprimido

Principais Funções•Estabiliza a distribuição do ar comprimido;

•Elimina as oscilações de pressão na rede distribuidora;

•Constitui-se de garantia de reserva em altas demandas;

•A grande superfície do reservatório refrigera o ar armazenado, gerando a condensação de uma parte da umidade do ar que é eliminada através de um sistema de dreno instalado na parte inferior do reservatório.

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Reservatórios de Ar comprimido O dimensionamento do volume do reservatório de ar

comprimido depende:

•Do volume fornecido pelo compressor;

•Do consumo de ar do sistema;

•Da rede distribuidora;

•Do tipo de regulagem;

•Do diferencial de pressão desejado na rede (p).

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1o Projeto Prático

“Determinação de volume de reservatórios quando a

regulagem é intermitente”

Para próxima Aula

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Distribuição do ar comprimido

•Em um sistema automatizado de produção, as máquinas e equipamentos necessitam de uma determinada quantidade de ar, sendo abastecidos por um compressor, através da rede tubular de distribuição.

•O diâmetro da tubulação deve ser escolhido de maneira que, se o consumo aumentar, a queda de pressão entre o depósito e o consumidor não ultrapasse 10 kPa (0,1 bar).

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Distribuição do ar comprimido

•Se a pressão ultrapassar o limite mínimo, a rentabilidade do sistema é prejudicada, diminuindo consideravelmente sua produtividade

•No projeto de novas instalações, deve-se prever uma futura ampliação para maior demanda de ar, por cujo motivo deverá ser previsto um diâmetro maior dos tubos da rede de distribuição.

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Dimensionamento da rede distribuidora

A escolha do diâmetro da tubulação deve ser feita obedecendo aos critérios de :

• Volume corrente (vazão)• Comprimento da tubulação• Queda de pressão (admissível)• Pressão de trabalho• Número de pontos de estrangulamento na rede

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Rede de distribuição de ar comprimido

Uma rede de distribuição de ar comprimido deve em seu projeto:

Ser corretamente dimensionada

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Rede de distribuição de ar comprimido

Uma rede tubular de distribuição de ar comprimido deve em seu projeto:

Apresentar estruturada acessível

para manutenção

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2o Projeto Prático

“Cálculo de dimensionamento da tubulação de uma rede de

distribuição de ar comprimido”

Para próxima Aula

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Redes em circuito abertoDevem ser montadas

com um declive de 1 a 2%, na direção do fluxo.

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Redes em circuito fechado

Partindo da tubulação principal, são instaladas as ligações em derivação. Quando o consumo de ar é muito grande consegue-se mediante a esse tipo de montagem, uma alimentação uniforme. O ar flui em ambas as direções.

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Redes em circuito fechado

Devido as ligações longitudinais e transversais das redes combinadas, há a possibilidade de fornecimento de ar em qualquer local.

Rede combinada

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Redes em circuito fechadoRede combinada

Mediante válvulas de fechamento, existe a possibilidade de bloquear determinadas linhas de ar comprimido quando as mesmas não forem usadas ou quando for necessário pô-las fora de serviço por razões de reparação ou manutenção.

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Conceito de Tratamento de Ar Comprimido

O tratamento correto de ar comprimido gera como por principais benefícios:

• O Aumento a produtividade,• A diminuição dos custos de manutenção,• O aumento da vida útil de máquinas e dispositivos

pneumáticos,• Proteção das ferramentas pneumáticas,• Precisão nos equipamentos de medição e

instrumentação,• Obtenção de ar isento de óleo, água e particulado.

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• Impurezas em formas de partículas de sujeira ou ferrugem, restos de óleo e umidade originam muitas vezes falhas nas instalações e equipamentos pneumáticos e avarias nos elementos pneumáticos.

• O ar aspirado pelo compressor do meio ambiente apresenta umidade que depende da umidade relativa do ar.

• O ar comprimido deve, em casos de ocorrência de umidade, passar por uma secagem.

• Para isto existem vários tipos de secagem:

• Secagem por absorção• Secagem por resfriamento

Secadores de ar comprimido

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Secagem por absorçãoO ar comprimido

passa sobre uma camada solta de um elemento secador. A água ou o vapor de água que entra em contato com esse elemento (sílica gel), combina-se quimicamente com ele e se dilui formando uma combinação elemento secador-água.

Secadores de ar comprimido por adsorção

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Secagem por resfriamentoO secador de ar comprimido por resfriamento funciona pelo princípio da diminuição de temperatura até o ponto de orvalho (+/- 1,7o C).

Secadores de ar comprimido por adsorção

O ar comprimido a ser tratado, entra no secador, passando pelo trocador de calor ar-ar. Mediante o ar frio e seco proveniente do trocador de calor, o ar a ser tratado se resfria e se condensa dele as partículas de água e óleo, os quais são separados.

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Filtro de ar comprimidoO filtro de ar comprimido

retém as partículas de impureza, bem como a água condensada. Para entrar no copo, o ar comprimido passa por uma chapa defletora com ranhuras direcionais. Como conseqüência, o ar é forçado a um movimento em rotação. Com isso, separa-se as impurezas maiores, bem como as gotículas de água por meio de forças centrífuga, depositando-se no fundo do copo coletor.

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Unidades de Tratamento do ar comprimido• As atuais unidades de tratamento de

ar são composta por:

• filtros,• reguladores, • lubrificadores, • filtros-reguladores e • uma ampla linha de acessórios.

• Apresentam alta vazão.

• São flexíveis apresentam fácil instalação.

• Unidades robustas com copos plásticos ou metálicos.