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  • Tecnologia de ar comprimido

  • Tecnologia de ar comprimido 3

    Contedo

    1. Tecnologia de ar comprimido 4O ar comprimido .................................................4

    Benefcios do sistema .........................................4

    Fundamentos fsicos ...........................................4

    Smbolos de unidades e frmula .........................5

    Caractersticas fsicas de desempenho

    do ar comprimido ................................................5

    2. Gerao de ar comprimido 7Compressores dinmicos ....................................7

    Compressores de deslocamento positivo

    ou volumtrico ....................................................8

    3. Regulagem de presso 11Regulagem de presso ......................................12

    4. Condicionamento do ar comprimido 13Classes de qualidade de ar comprimido

    conforme DIN ISO 8573-1

    ..........................................................................13

    Resfriamento .....................................................14

    Secagem ............................................................15

    Filtragem ...........................................................18

    5. Dimensionamento do sistema de ar comprimido 21Tamanho de compressor ...................................22

    Volume do Reservatrio ....................................24

    Rede de ar .........................................................25

    Rede de fornecimento .......................................27

    Tubulaes ........................................................30

  • Tecnologia de ar comprimido4

    1 Tecnologia de ar comprimido

    O ar comprimidoO ar comprimido usado como condutor de

    energia em reas de aplicao industriais ao lado

    de outros condutores como: fludos em sistemas

    hidrulicos e energia eltrica em sistemas eltri-

    cos. Todos esses condutores de energia tm algo

    em comum:

    A capacidade de armazenamento de suas 3

    energias o produto do volume por unidade

    de tempo e presso (voltagem no caso de

    eletricidade)

    O desempenho do ar comprimido como condutor

    de energia aumentado quando:

    Houver maior disponibilidade desta energia 3

    por unidade de tempo

    Houver aumento da presso 3

    Benefcios do sistemaVantagens do sistema de ar comprimido

    Os sistemas de ar comprimido tm vantagens em

    comparao a outros sistemas de energia que os

    tornam mais teis em certas aplicaes.

    Fonte de energia 3

    Ar existe em abundncia e est disponvel em

    todos os lugares. Em uma troca normal de pro-

    cesso, como o caso de sistemas hidrulicos, ele

    no necessrio. Isso reduz as despesas e a

    necessidade de manuteno e ainda otimiza o

    tempo de trabalho. Ar comprimido no deixa para

    trs impurezas como, por exemplo, as provenientes

    de defeito na tubulao; ele as carrega consigo.

    Transporte da energia 3

    Ar comprimido pode ser transportado em tubula-

    es (rede) por longas distncias. Isso favorece a

    instalao de uma central de gerao de ar compri-

    mido, a qual fornece o ar necessrio para os pontos

    de consumo, com presso de trabalho constante

    (sistema fechado). Dessa forma, a energia prove-

    niente do ar comprimido pode ser distribuda por

    longas distncias.

    Nenhuma linha de retorno de ar necessria, j que

    a exausto de ar feita pela abertura de descarga.

    Armazenamento de energia 3

    Ar comprimido pode, sem dificuldades, ser armaze-

    nado em reservatrios. Se um reservatrio insta-

    lado em um sistema de fornecimento de ar compri-

    mido, o compressor somente comear a funcionar

    se a presso do ar cair abaixo de um valor crtico.

    Alm disso, a reserva de presso disponvel no

    reservatrio permite, ainda por algum tempo, a

    realizao de um trabalho iniciado, aps o sistema

    provedor de energia deixar de trabalhar.

    Se as necessidades de desempenho das ferramen-

    tas pneumticas no forem muito altas, garrafas/

    tubos de ar comprimido transportveis podem ser

    usadas em lugares que no tenham o sistema de

    fornecimento de ar comprimido instalado.

    Fundamentos fsicosPara compreender a tecnologia de ar comprimido

    necessrio ter informaes sobre seus funda-

    mentos fsicos. Os aspectos mais importantes so:

    Definio de ar comprimido 3

    Smbolos de unidades e frmulas 3

    Caractersticas fsicas de desempenho 3

    Definio de ar comprimido 3

    Ar comprimido ar atmosfrico pressurizado, o

    qual condutor de energia trmica e fluxo de

    energia.

    Ar comprimido pode ser armazenado e transpor-

    tado por tubulaes, assim como pode executar

    trabalhos atravs da converso de energia em

    motores e cilindros.

    As caractersticas mais importantes que se refe-

    rem presso so:

    Presso atmosfrica 3

    Presso indicada 3

    Presso absoluta 3

    Presso Atmosfrica p 3 amb [bar]

    A presso atmosfrica gerada pelo peso do ar

    atmosfrico que nos cerca, e depende da densi-

    dade e da quantidade de ar.

    Os seguintes valores aplicam-se ao nvel do mar:

    1.013 mbar = 1.01325 bar

    = 760 mm/Hg [Torr]

    = 101.325 Pa

    Abaixo de condies constantes, a presso

    atmosfrica diminui com altitude crescente da

    localizao medida.

  • Tecnologia de ar comprimido 5

    Presso Indicada p 3 g [barg]

    A presso indicada a presso efetiva sobre a

    presso atmosfrica. Na tecnologia de ar compri-

    mido, a presso normalmente especificada como

    presso indicada em bar e sem o ndice g.

    Presso Absoluta p 3 abs [bar]

    A presso absoluta pabs a somatria da pres-

    so atmosfrica pamb e a presso indicada pg.

    A presso especificada em Pascal [Pa] de

    acordo com o Sistema Internacional SI. Porm,

    em termos prticos, a designao bar ainda

    comum.

    1 Presso Absoluta

    P

    Pu

    Pam

    b

    Pab

    s

    100% Vcuo

    Subpresso

    EWL-

    D00

    4/P

    Presso baromtrica

    Pamb = presso ambiente Pu = subpressoPo = presso efetiva Pabs = presso absoluta

    Smbolos de unidades e frmulas

    Smbolos de unidades e de frmulas na tecnolo-

    gia de ar comprimido so derivados das unidades

    bsicas. As unidades mais importantes esto na

    tabela a seguir.

    Unidades fsicas

    UnidadeSmbolo

    de frmulaSmbolo

    de unidadeDenominao

    Compri-mento

    l m metro

    Superfcie A m2 metro quadrado

    Volume V m3 metro cbico (1)

    Massa m kg kilograma

    Densidade kg/m3kilograma/metro cbico

    Tempo t s segundo

    Tempera-tura

    T K kelvin

    Fora F N newton

    Presso p bar (Pa) bar (pascal)

    Velocidade v m/smetro/segundo

    Trabalho W J joule

    Potncia P W watt

    Freqncia f Hz hertz

    Caractersticas fsicas de desempenho do ar comprimidoAs caractersticas fsicas de desempenho do ar

    comprimido so determinadas por:

    Temperatura 3

    Volume 3

    Presso 3

    Volume do fluxo 3

    Caractersticas do fluxo 3

    As correlaes so descritas como seguem.

    Caractersticas de temperatura-volume- 3

    presso

    A temperatura especifica a condio fsica de um

    objeto. Essa caracterstica indicada em graus

    centgrados (C) ou convertida em kelvin (k).

    T[K] = t [C] + 273,15

    Se a temperatura aumentada para um volume

    constante, conseqentemente a presso se eleva.

    P0 T0 ___ = ___ p1 T1

    Presso efetiva

  • Tecnologia de ar comprimido6

    Se o volume diminudo para uma temperatura

    constante, conseqentemente a presso cai.

    p0 x V0 = p1 x V1

    Se a temperatura aumentada em presso cons-

    tante, conseqentemente o volume aumenta.

    V0 T0 ___ = ___ V1 T1

    Volume 3

    O resultado de volume, por exemplo, das dimen-

    ses de um reservatrio de ar comprimido, de um

    cilindro ou de uma rede, medido em litros (l) ou

    em metros cbicos (m3) a uma temperatura de

    20 C e 1 bar.

    Volume sob condies normais 3

    O volume sob condies normais medido com

    base em condies fsicas normalizadas pela

    norma DIN 1343. Isto 8% menos que o volume

    medido a 20 C.

    760 Torr = 1,01325 barabs = 101.325 Pa

    273,15 K = 0 C

    Volume de trabalho Vop [Bl, Bm 3 3]

    O volume em condies de trabalho medido de

    acordo com as condies fsicas atuais. Tempera-

    tura, presso atmosfrica e umidade devem ser

    levadas em considerao como pontos de refe-

    rncia. O volume de trabalho sempre especifi-

    cado em conjunto com a presso de referncia,

    ex.:

    - 1m 3 3 a 7 barg significa que 1m3 de ar sem

    compresso comprimido a 7barg = 8barabs

    e acresce somente 1/8 do volume original.

    Volume do fluxo V [l/min, m 3 3/min, m3/h]

    O volume do fluxo de ar o volume (l ou m3) por

    unidade de tempo (minutos ou horas). A distin-

    o feita considerando as informaes abaixo,

    referentes gerao de ar comprimido (com-

    pressor):

    Volume do fluxo do deslocamento do pisto 3

    (capacidade de entrada)

    Volume do fluxo (volume fornecido) 3

    Volume do fluxo do deslocamento do 3

    pistoVpdf [l/min, m3/min, m3/h] (capacidade

    de entrada)

    O volume do fluxo do deslocamento do pisto

    uma quantidade calculada para o pisto compres-

    sor.

    Isso resulta do produto do volume do cilindro

    (deslocamento do pisto), a velocidade do com-

    pressor (nmero de ciclos) e o nmero de cilin-

    dros de entrada.

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