Introdução• REGRAS DE SEGURANÇA• CARACTERISTICAS DO AR• PROPRIEDADES DO AR COMPRIMIDO• VANTAGENS DO AR COMPRIMIDO• DESVANTAGENS DO AR COMPRIMIDO• GRANDEZAS FISICAS DO AR COMPRIMIDO• LEIS• PRODUÇÃO DE AR COMPRIMIDO• COMPRESSORES• ACCIONAMENTOS DE COMPRESSORES• REFIGERAÇÃO• REDE DE DISTRIBUIÇÃO• EQUIPAMENTOS• RESUMO

REGRAS DE SEGURANÇA

• 1º. Para fazer modificações ou intervenções num sistema pneumático, este nunca deve estar sob pressão. Em caso de emergência, desligar a válvula corte de ar parcial, ou de corte geral do sector ou da própria central de ar comprimido.

REGRAS DE SEGURANÇA

• 2º. Deve-se sempre tomar as devidas precauções para evitar que uma instalação de ar comprimido possa ser posta sob pressão.

REGRAS DE SEGURANÇA

• 3º. A manobra de abrir uma válvula de corte geral ou parcial, Deverá ser feita lentamente .

REGRAS DE SEGURANÇA

• 4º. Utilizar sempre a pressão aconselhável pelo fabricante do acessório ou ferramenta para evitar danificar o acessório ou ferramenta e ainda o consumo desnecessário de energia.

REGRAS DE SEGURANÇA

• 5º. Não direccionar jactos de ar para a pele, boca, olhos, nariz e nunca usar o ar para sacudir poeiras da cabeça e do vestuário.

REGRAS DE SEGURANÇA

• 6º. Em caso de rebentamento de uma mangueira ou de uma fuga num dispositivo pneumático deve-se desligar a válvula de segurança.

REGRAS DE SEGURANÇA

• 7º. Nunca trabalhar junto de máquinas movimentadas com cilindros pneumáticos, que possam estar com pressão mesmo com a máquina desligada, sem que primeiro tome providências para evitar qualquer movimento destes.

CARACTERISTICAS DO AR

• A superfície terrestre encontra-se totalmente cercada por uma camada de ar. Este ar que é de interesse vital, é uma mistura gasosa de 78% de Nitrogénio, 21% de Oxigénio e ainda vestígios de outros elementos como sejam, dióxido de carbono, argónio, hidrogénio, neónio, hélio, criptónio e xenónio.

AR COMPRIMIDO

• O ar comprimido necessita de uma boa preparação para realizar o trabalho proposto:

• Remoção de impurezas;

• Eliminação de humidade para evitar corrosão nos equipamentos;

• O ar é um fluido altamente compressível, portanto, é impossível se obterem paradas intermediárias e velocidades uniformes.

• O ar comprimido é um poluidor sonoro quando são efetuadas exaustões para a atmosfera. Esta poluição pode ser evitada com o uso de silenciadores nos orifícios de escape.

AR COMPRIMIDO

Grandezas Físicas

Grandezas Físicas

Caudal (ou fluxo)

É o volume de fluído que atravessa uma dada área por unidade de tempo. O caudal definido desta forma é chamado caudal volumétrico (por apenas ser analisada a quantidade de fluido em unidades de volume). Também é utilizado o conceito de caudal mássico, que é análogo ao volumétrico mas que mede a massa que atravessa uma área por unidade de tempo.

Propriedades Físicas do Ar

• Compressibilidade

O ar permite reduzir o seu volume quando sujeito à ação de uma força exterior.

Compressibilidade do ar

• Pode-se então dizer que: O ar adapta-se à forma do recipiente; É facilmente compressível; Teoricamente dentro de um reservatório

podemos pôr mais e mais ar, ou seja comprimindo-o até ao limite de resistência do reservatório.

Elasticidade

Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito (força) responsável pela redução do volume.

DifusibilidadePropriedade do ar que lhe permite misturar-se homogeneamente com qualquer meio gasoso que não esteja saturado.

ExpansibilidadePropriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato.

Peso do Ar

Como toda matéria concreta, o ar tem peso.

Experiência 1: dois balões idênticos, hermeticamente fechados, contendo ar com a mesma pressão e temperatura.

De um dos balões, retira-se o ar através de uma bomba de vácuo.

Um litro de ar, a 0C e ao nível do mar, pesa1,293 x 10-3 kgf.

Pressão Atmosférica

Sabemos que o ar tem peso, portanto, vivemos sob esse peso.

Pressão Atmosférica

A pressão atmosférica. varia proporcionalmente à altitude considerada. Esta variação pode ser notada.

Variação da Pressão Atmosféricacom Relação à Altitude

Medição da Pressão Atmosférica

Apressão atmosférica pode ser medida por uma coluna de mercúrio(barômetro).

Volume:

O ar a ser comprimido encontra-se em quantidades ilimitadas praticamente em todos os lugares.

Transporte:

Facilmente transportável por tubulações.

Armazenagem:

O ar pode ser sempre armazenado ou transportado em reservatórios.

Temperatura:

Garantia de funcionamento seguro, apesar das oscilações de temperatura.

Segurança:

Não existe o perigo de explosão ou incêndio.

Limpeza:

O ar comprimido é limpo, não polui o ambiente.

Construção:

Os elementos de trabalho são de construção simples.

Velocidade:

O ar comprimido permite alcançar altas velocidades de trabalho.

Regulação:

As velocidades e forças dos elementos a ar comprimido são reguláveis sem escala.

Segurança contra sobrecarga:

Os elementos e ferramentas a ar

comprimido são , seguros contra sobrecarga.

Preparação:

O ar comprimido requer uma boa preparação. Impureza e humidade devem ser evitadas, pois provocam desgastes.

Compressibilidade:

Não é possível manter uniformes e constantes as velocidades dos pistões mediante o ar comprimido.

Escape de ar:

O escape de ar é ruidoso.

Custos:

O ar comprimido é uma fonte de

energia muito custosa. O custo de ar

comprimido torna-se mais elevado se na

rede de distribuição e nos equipamentos houver vazamentos consideráveis.

Lei de Boyle - Mariotte Transformação Isotermica

Pressão (P)atm Volume (V) ml Produto PV2 600 1.2004 300 1.2006 200 1.2008 150 1.200Representação Matematica P1.V1=P2.V2

Esta lei diz que se a temperatura se mantiver constante, então o produto do volume pela pressão também é constante num dado instante.

V1P1

F1

V2P2

F2

V3P3

F3

Temperatura no volume de ar:

• A temperatura no seio de um gás fornece-lhe energia. Esta energia excita as moléculas que tendem a afastar-se umas das outras, fazendo com que o volume do gás sofra alterações (aumente).

Temperatura no volume de ar:

• Se o reservatório é fechado primeiramente o aumento da temperatura faz aumentar o volume até ao limite do reservatório, quando o ar não se pode expandir mais, então a pressão começa a elevar-se .

Lei de Gay-Lussac Transformação Isobárica

Temperatura( T ) Volume ( V ) Quociente ( em Kelvins ) ml V/T

100 200 2200 400 2300 600 2400 800 2

Esta lei diz que se a pressão se mantiver constante, então a razão entre o volume e a temperatura também é constante num dado instante.

V2V1T1 T2

Transformação Volume Pressão Temperatura Lei Fórmula

Isotermica Vária Varia Constante Boyle-Mariotte PV=constante

Isobárica Vária Constante Varia Gay-Lussac V/T=constanteIsovolumetricaIsometrica Constante Vária Vária Charles P/T=constanteIsocórica

Equação Geral dos Gases Perfeitos

P1V1/T1 = P2V2/T2 PV/T = Constante

PRODUÇÃO DE AR COMPRIMIDO

Instalação típica de produção de ar comprimido

1.Ar externo2.Compressor3.Água4.Pós-arrefecedor com separação de condensado5.Filtro de remoção de óleo e condensados6.Colunas de absorção para remoção de vapor de água7.Filtro de remoção de partículas sólidas8.Aplicação/reserva de ar seco

Compressores

• Para gerar o ar comprimido, recorre-se a compressores que transportam o ar à pressão de serviço desejada. O ar comprimido é conduzido, através de canalizações, da estação de compressão até aos dispositivos e máquinas de comando pneumático.

Métodos de compressão

C en trífu go A x ial

D in âm ico s(flu x o -co n tín u o )

Tu rb o -C o m p resso r

A ltern ativo

D en tes E sp iral P arafu so R o o ts A n el L íq u id o A lh etas

R o tativo

V o lu m étrico s(flu x o -in term iten te)

D es lo cam en to P o s itivo

C om presso re s

Compressão dinâmica

• Este tipo de compressão resulta da transformação de energia cinética em pressão, ou seja, gastamos energia para movimentar fortemente o ar captado à atmosfera e quando este perde velocidade, a pressão aumenta.

Compressão dinâmica

O ar admitido é colocado em contacto com impulsores (rotor laminado) dotados de alta velocidade. Este ar é acelerado, atingindo velocidades elevadas consequentemente, os impulsores transmitem energia cinética ao ar. Posteriormente, seu escoamento é retardado por meio de difusores, resultando uma elevação na pressão. Estes compressores operam a velocidades superiores aos compressores volumétricos.

velocidade -

pressão +

velocidade +

pressão -

Compressão dinâmica

Compressão volumétrica

• Neste tipo de compressão, o ar é admitido numa câmara de compressão, ou cilindro, cujo volume se vai reduzindo devido à acção de uma parede móvel (pistão ou diafragma). Uma vez atingida a pressão de saída, o ar abandona a referida câmara através da válvula de descarga.

• Estes compressores denominam-se centrífugos , porque a compressão processa-se perpendicularmente ao veio motor.

• A descarga do ar efectua-se segundo a tangente ao raio das pás impulsoras e são unidades indicadas para produzirem ar isento de óleo.

Compressores centrífugos ou radiais

Compressor Centrífugo

Compressor Centrífugo

Compressor Centrífugo

Controle de Capacidade em Compressores Centrífugos

Variação da rotação.

Regulação das pás de pré-rotação na entrada do rotor

Compressores axiais

• A compressão nesta unidade processa-se paralelamente ao veio motor, daí a designação de axial.

Compressores alternativos

Compressor de êmbolo

•

O ar aspirado será comprimido pelo primeiro êmbolo (pistão), e novamente comprimido pelo próximo êmbolo.

Compressor de Simples Efeito ou Compressor Tipo Tronco

Ciclo de trabalho de um compressor de pistão de simples

efeito

Compressor de Duplo Efeito - CompressorTipo Cruzeta

Ciclo de trabalho de um compressor de pistão

de duplo efeito

Compressores alternativos

• Compressores de membrana

Mediante uma membrana, o êmbolo fica separado da câmara de sucção e compressão, quer dizer, o ar não terá contacto com as partes deslizantes. O ar, portanto, ficará sempre livre

de resíduos de óleo.Estes compressores são os preferidos e mais

empregados na Industria alimentar, farmacêutica e química,

Compressores rotativos

• Compressores de espiral

Este tipo de compressor possui um principio de funcionamento inovador e de extrema simplicidade: compreende uma espiral fixa e outra orbitante e a compressão do ar processa-se pela interacção destas duas espiras.Assim, à medida que a espiral móvel orbita ,graças a um excêntrico, o ar vai sendo progressivamente comprimido numa ‘bolsa’ cada vez menor.

Compressores de parafuso

• O seu funcionamento consiste basicamente em dois rotores que giram dentro de um bloco fixo, entre uma abertura de admissão (entrada) e uma de descarga (saída).

• Estes rotores possuem formas apropriadas: um denominado macho, e o outro em forma de reentrâncias, chamado de fêmea.

Compressor de Parafusos

Compressor de Parafusos

• Capacidades de 50 até 350 TR

• Menor tamanho que os alternativos

• Menos partes móveis

• Óleo: - lubrificação

- vedação

- resfriamento

Compressores de palhetas

• Num compartimento cilíndrico, com aberturas de entrada e saída, gira um rotor alojado excentricamente. O rotor tem nos rasgos, palhetas que em conjunto com e parede, formam pequenos compartimentos .Quando em rotação, as palhetas serão, pela força centrífuga, atiradas contra a parede. Devido à excentricidade de localização do rotor há uma diminuição e aumento dos compartimentos.

Compressor de Palhetas

Palhetas Simples

Compressor de Palhetas

Múltiplas Palhetas

Compressor de palheta

Compressores roots

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

Compressores de dentes ou engrenagens

• Nestes compressores o ar é transportado de um lado para o outro, (sem alteração de volume) através dos espaços entre os dentes, das engrenagens. A compressão (vedação) efectua-se no lado da pressão, pelos dentes das rodas dentadas.

Accionamento dos compressores

• Os compressores são accionados por motores eléctricos ou térmicos (Combustão).

Refrigeração dos compressores

• Nos compressores considerados pequenos será suficiente a refrigeração por alhetas.

Refrigeração dos compressores

• Os compressores de maior capacidade estão equipados com ventiladores, e devem então ser equipados com uma refrigeração a água/óleo circulante ou a água/óleo corrente continua .

Refrigeração dos compressores

EQUIPAMENTOS

• Filtros de ar

• Reservatório

• Cilindros

• Válvulas

Filtros de ar

• As impurezas do ar podem ser altamente abrasivas e danificar o equipamento. Isto justifica a necessidade de filtros.

Qualidades do Filtro

• Separação eficiente;

• Boa capacidade de acumulação;

• Baixa resistência ao fluxo de ar;

• Construção robusta.

Tipos de filtro

• Labirinto humedecido por óleo;

• Filtros de feltro;

• Filtros de papel.

RESUMO

Para que o ar possa fornecer energia, é necessário comprimi-lo.

Em termos tecnológicos, a produção de ar comprimido é realizada por compressores.

Quanto ao processo de compressão a que o ar é sujeito, os compressores podem ser divididos em volumétricos, e dinâmicos.

RESUMO Os compressores dinâmicos podem ser – centrífugos

ou axiais – e operam a velocidades superiores aos compressores volumétricos.

Os compressores volumétricos classificam-se em alternativos e rotativos, no que respeita ao tipo de movimento imposto ao órgão propulsor do fluido a comprimir.

Os compressores são accionados por motores eléctricos ou térmicos (Combustão).

A refrigeração pode ser efectuada por água,oleo ou por alhetas.

RESUMO O ar pode atingir pressões baixas ou elevadas e, ainda

ser debitado em pequenos caudais de alguns litros por hora, até milhares de metros cúbicos por hora.

Os critérios a ter em conta na escolha de um compressor são:

Volume de ar fornecido Pressão Tipo de accionamento Refrigeração Lugar de montagem Reservatório de ar