aula 4- compressores e instalações de ar comprimido
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Aula 4
Tipos de Compressores e
Instalações de ar Comprimido)
Professor: Luis FollegattiE-mail: [email protected]
Santa Barbara d’Oeste - 2014
Conteúdo Programático
Compressores de ar comprimido
Critérios de seleção
Critérios de seleção de um compressor
Reservatórios de ar comprimido
Qualidade do ar comprimido
Tratamento do ar comprimido
Sistemas de Tratamento do AC
Dimensionamento do sistema de ar comprimido
Manutenção das unidades de conservação
Cálculo e dimensionamento da Rede de distribuição
de ar comprimido
Instalação de uma Estação
Compressora Completa
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Instalação do ar comprimido
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Produção 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 LinearCompressor 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 Compressores
Compressor de êmbolo de 1 estágioCompressor de dois estágios com
refrigeração intermediária
Compressor de êmbolo com movimento linear
Apropriado para compressões de baixas, médias e altas pressões
100 kPa (1bar) 103 kPa (10 bar)
Tipos de Compressores
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Compressor de membrana
Uma membrana separa o
da câmara de trabalho,êmbolo
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
Tipos de Compressores
Compressor rotativo multicelular
Em um compartimento
cilíndrico,
entrada e
com aberturas
saída, gira um
de
rotor
rotoralojado excentricamente. O
tem, nos rasgos, palhetas que em
conjunto com as paredes, formam
pequenos
(células). Quando
compartimentos
em rotação, as
pela forçapalhetas serão,
centrífuga, apertadas contra a
parede. Devido a excentricidade de
localização do rotor, há uma
diminuição e aumento das células.
Tipos de Compressores
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Compressor rotativo de duplo parafuso
Dois parafusos
helicoidais, os quais,
pelos perfis côncavo e
convexo comprimem
o ar que é conduzido
axialmente.
Tipos de Compressores
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Compressor 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.
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.
Critérios para a escolha de compressores
Volume fornecido: teórico e efetivo.
Pressão: de regime ou de trabalho.
Acionamento: motor elétrico ou de
explosão (gasolina, álcool ou diesel).
Regulagem:
REGULAGEM: Para combinar o volume fornecido com o consumo de ar é
necessária uma regulagem dos compressores.
De marcha em vazio:
- regulagem por descarga – atingindo a regulagem máxima, o ar escapa livremente por
uma válvula;
- regulagem por fechamento – atingindo a regulagem, fecha-se o lado da sucção;
- regulagem por garras – usada em compressores de êmbolo – atingindo a regulagem
máxima, algumas garras mantém as válvulas de sucção abertas.
Regulagem de carga parcial:
regulagem na rotação;
regulagem por estrangulamento.
Regulagem intermitente: quando o compressor atinge a pressão máxima, o motor
é desligado e quando atinge a pressão mínima o motor é ligado.
Critérios para a escolha de compressores
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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Não faz parte obrigatoriamente, tem a
função de:
• Estabilizar a distribuição do ar comprimido;
• Eliminar oscilações de pressão na rede;
• Separar parte da umidade existente no ar e a
elimina no dreno;
• Garantir reserva de ar.
Reservatório de ar comprimido:
Reservatórios de Ar comprimido
O dimensionamento do volume 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).
Manutenção do compressor:
Verificações periódicas a serem seguidas:
verificar o nível de óleo lubrificante;
filtro de ar;
válvula de segurança;
drenar o condensado;
manômetro.
Contaminantes
O ar atmosférico : água, óleo e poeira (sólido).
Durante o processo de compressão, o ar comprimido
também é contaminado pelo
◦ óleo lubrificante do compressor
◦ partículas sólidas provenientes do desgaste das peças móveis do
mesmo.
Na tubulação de distribuição, o ar comprimido ainda
pode arrastar ferrugem e outras partículas.
Qualidade do Ar Comprimido
QUAL É O MAIOR
CONTAMINANTE ENCONTRADO
EM SISTEMAS DE AR?
Quanto de água pode ser
encontrado em um típico sistema
de ar comprimido?
Um metro cúbico (1m3) de ar contém:
Até 180 milhões de partículas de sujeira, de tamanho
entre 0,01 e 100 µ m
De 5 a 40 g/m3 de água na forma de umidade
Atmosférica
De 5 a 40 g/m3 de água na forma de umidade
Atmosférica
Resíduos de metais pesados como: cádmio, mercúrio e
ferro
Qualidade de Ar Comprimido
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.
sistemas de purificação
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Secadores por refrigeração
Secadores por adsorção
Filtros para Remoção de Pó
Filtros Coalescentes
Filtro Microbiológicos (estéreis)
sistemas de purificação
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Para isto existem vários tipos de secagem:
Secagem por absorção
Secagem por resfriamento
Secadores de ar comprimido
Secagem por resfriamento
O secador de ar comprimido por
resfriamento funciona pelo
diminuição de
até o ponto de
princípio da
temperatura
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.
Secagem por absorção
O ar comprimido
passa
solta
sobre uma camada
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
Filtro de ar comprimidoO filtro de ar comprimido
retém as partículas de impureza,
bem como a
Para entrar
água condensada.
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 conservação 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.
Dimensionamento do
sistema de ar comprimido Demanda de ar comprimido
Consumo total de ar comprimido
Perdas
Reservas
Erros de cálculo
Tamanho de compressor
Pressão máxima do compressor
Pressão de trabalho
Sistemas de compressores múltiplos
Volume do reservatório
Escolha do diâmetro de uma tubulação:
O diâmetro de uma tubulação da rede de ar comprimido deve ser escolhido de
maneira que a queda de pressão não ultrapasse 0,1 bar, mesmo se houver um
crescente consumo de ar.
Quanto maior for a queda de pressão, menor será a rentabilidade e a capacidade
do sistema.
Considerações para o dimensionamento da tubulação:
volume corrente (vazão);
comprimento da rede;
queda de pressão admissível;
pressão de trabalho;
número de partes de estrangulamento na rede.
Observação: considerar comprimento de reserva para futuras
instalações.
Rede de distribuição de ar comprimido
Rede de distribuição de ar comprimido
Uma rede de distribuição de ar comprimido deve em
seu projeto:
Ser corretamente
dimensionada
Rede de distribuição de ar comprimido
Uma rede tubular de distribuição de ar comprimido
deve em seu projeto:
Apresentar
estruturada acessível
para manutenção
“Cálculo de dimensionamento datubulação da rede de distribuiçãode ar comprimido daIndustria.........”
Segunda Parte do Trabalho Final
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Devem ser montadas
com um declive de 1 a 2%,
na direção do fluxo.
Tipos de rede de distribuição
Redes em circuito aberto
Redes em circuito fechado
Partindo da
as ligações em
tubulação principal, são
instaladas 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.
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
Redes em circuito fechado
Rede 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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Materiais utilizados nas redes:
4.5.1. Rede primária:
- cobre;
- latão;
- aço-liga;
- tubo de aço preto (galvanizado);
- tubos sintéticos (plástico).
4.5.2. Rede secundária:
- materiais à base de borracha (menos usado);
- materiais à base de polietileno (mais usado).
4.6.. Conexões: acessórios utilizados para unir tubulações e também demais componentes
do circuito como, por exemplo, válvulas, atuadores, etc.
4.6.1. Conexões de tubos metálicos: são encontradas no mercado:
- com anel de corte;
- com anel de pressão;
- conexões rebordadas;
- de engate rápido, etc