1. Tecnologia de ar comprimido

 O ar comprimido

 Benefícios do sistema

 Fundamentos físicos

 Símbolos de unidades e fórmula

 Características físicas de desempenho do ar comprimido

 

2. Geração de ar comprimido

 Compressores dinâmicos

 Compressores de deslocamento positivo ou volumétrico

 

3. Regulagem de pressão

 Regulagem de pressão

 

4. Condicionamento do ar

comprimido

 Classes de qualidade de ar comprimido

 conforme DIN ISO 8573-1

 Resfriamento

 Secagem

 Filtragem

 

5. Dimensionamento do sistema de ar comprimido

 Tamanho de compressor

 Volume do Reservatório

 Rede de ar

 Rede de fornecimento

 Tubulações

 

 

 

 

 

Aqui você encontra mais informações para ampliar o entendimento de assuntos relacionados a compressores de ar. Os compressores parafuso são hoje largamente usados na industria para a compressão de gases. Conceitualmente simples, a geometria dessas máquinas é de difícil visualização, e muitas pessoas utilizam os compressores parafuso, tendo somente uma vaga idéia de como eles realmente operam. Uma compreensão dos princípios básicos de sua operação irá contribuir para a sua correta utilização.

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O ar comprimido

 

O ar comprimido é usado como condutor de energia em áreas de aplicação industriais ao lado de outros condutores como: fluídos em sistemas hidráulicos e energia elétrica em sistemas elétricos.

Todos esses condutores de energia têm algo em comum:

 A capacidade de armazenamento de suas energias é o produto do volume por unidade de tempo e pressão (voltagem no caso de eletricidade)

O desempenho do ar comprimido como condutor de energia é aumentado quando:

 Houver maior disponibilidade desta energia por unidade de tempo.

 Houver aumento da pressão.

 

 

Benefícios do sistema

 

Vantagens do sistema de ar comprimido:

Os sistemas de ar comprimido têm vantagens em comparação a outros sistemas de energia que os tornam mais úteis em certas aplicações.

 

 Fonte de energia

Ar existe em abundância e está disponível em todos os lugares. Em uma troca normal de processo, como é o caso de sistemas hidráulicos, ele não é necessário. Isso reduz as despesas e a necessidade de manutenção e ainda otimiza o tempo de trabalho. Ar comprimido não deixa para trás impurezas como, por exemplo, as provenientes de defeito na tubulação; ele as carrega consigo.

 

 Transporte da energia

Ar comprimido pode ser transportado em tubulações (rede) por longas distâncias. Isso favorece a instalação de uma central de geração de ar comprimido, a qual fornece o ar necessário para os pontos de consumo, com pressão de trabalho constante (sistema fechado). Dessa forma, a energia proveniente do ar comprimido pode ser distribuída por longas distâncias. Nenhuma linha de retorno de ar é necessária, já que a exaustão de ar é feita pela abertura de descarga.

 

 Armazenamento de energia

Ar comprimido pode, sem dificuldades, ser armazenado em reservatórios. Se um reservatório é instalado em um sistema de fornecimento de ar comprimido, o compressor somente começará a funcionar se a pressão do ar cair abaixo de um valor crítico. Além disso, a reserva de pressão disponível no reservatório permite, ainda por algum tempo, a realização de um trabalho iniciado, após o sistema provedor de energia deixar de trabalhar. Se as necessidades de desempenho das ferramentas pneumáticas não forem muito altas, garrafas/tubos de ar comprimido transportáveis podem ser usadas em lugares que não tenham o sistema de fornecimento de ar comprimido instalado.

 

 

Fundamentos físicos

 

Para compreender a tecnologia de ar comprimido é necessário ter informações sobre seus fundamentos físicos. Os aspectos mais importantes são:

 Definição de ar comprimido

 Símbolos de unidades e fórmulas

 Características físicas de desempenho

 

Definição de ar comprimido

Ar comprimido é ar atmosférico pressurizado, o qual é condutor de energia térmica e fluxo de energia. Ar comprimido pode ser armazenado e transportado por tubulações, assim como pode executar trabalhos através da conversão de energia em motores e cilindros. As características mais importantes que se referem à pressão são:

 Pressão atmosférica

 Pressão indicada

 Pressão absoluta

 

Pressão Atmosférica – pamb [bar]

A pressão atmosférica é gerada pelo peso do ar atmosférico que nos cerca, e depende da densidade e da quantidade de ar. Os seguintes valores aplicam-se ao nível do mar:

1.013 mbar = 1.01325 bar

                = 760 mm/Hg [Torr]

                = 101.325 Pa

Abaixo de condições constantes, a pressão atmosférica diminui com altitude crescente da localização medida.

 

Pressão Indicada – pg [barg]

A pressão indicada é a pressão efetiva sobre a pressão atmosférica. Na tecnologia de ar comprimido, a pressão é normalmente especificada como pressão indicada em bar” e sem o índice “g”.

 

Pressão Absoluta – pabs [bar]

A pressão absoluta pabsé a somatória da pressão atmosféricapamb” e a pressão indicada “pg”.A pressão é especificada em Pascal [Pa] de acordo com o Sistema Internacional SI. porém,em termos práticos, a designação “bar” ainda é comum. 

 

Símbolos de unidades e fórmulas

Símbolos de unidades e de fórmulas na tecnologia de ar comprimido são derivados das unidades básicas. As unidades mais importantes estão na tabela a seguir.

Unidade

Símbolo de Formula

Símbolo de Unidade

Denominação

Comprimento

Ɩ

m

metro

Superfície

A

m2

metro quadrado

Volume

V

m3

metro cúbico(1)

Massa

m

kg

kilograma

Densidade

ρ

Kg/m3

kilograma/metro cúbico

Tempo

t

s

segundo

Temperatura

T

K

kelvin

Força

F

N

newton

Pressão

p

bar (Pa)

bar (pascal)

Velocidade

v

m/s

metro/segundo

Trabalho

W

J

joule

Potência

P

W

watt

Frequência

ƒ

Hz

hertz

 

Características físicas de desempenho do ar comprimido

 

As características físicas de desempenho do ar comprimido são determinadas por:

 Temperatura

 Volume

 Pressão

 Volume do fluxo

 Características do fluxo

As correlações são descritas como seguem.

 

Características de temperatura/volume/pressão

A temperatura especifica a condição física de um objeto. Essa característica é indicada em graus centígrados (ºC) ou convertida em kelvin (k).

 

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

 

Se a temperatura é aumentada para um volume constante, consequentemente a pressão se eleva.

 

 

Se o volume é diminuído para uma temperatura constante, consequentemente a pressão cai.

 

p0 x V0 = p1 x V1

 

Se a temperatura é aumentada em pressão constante, consequentemente o volume aumenta.

 

 

Volume

O resultado de volume, por exemplo, das dimensões de um reservatório de ar comprimido, de um cilindro ou de uma rede, é medido em litros (l) ou em metros cúbicos (m3) a uma temperatura de

20 ºC e 1 bar.

 

Volume sob condições normais

O volume sob condições normais é medido com base em condições físicas normalizadas pela norma DIN 1343. Isto é 8% menos que o volume medido a 20 ºC.

 

760 Torr       = 1,01325 barabs

                     = 101.325 Pa

273,15 K      = 0 ºC

 

Volume de trabalho Vop [Bl, Bm3]

O volume em condições de trabalho é medido de acordo com as condições físicas atuais. Temperatura, pressão atmosférica e umidade devem ser levadas em consideração como pontos de referência. O volume de trabalho é sempre especificado em conjunto com a pressão de referência, ex.:

 

1m3 a 7 barg significa que 1m3 de ar sem compressão é comprimido a 7barg = 8barabs e acresce somente 1/8 do volume original.

 

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

O volume do fluxo de ar é o volume (l ou m3) por unidade de tempo (minutos ou horas). A distinção é feita considerando as informações abaixo, referentes à geração de ar comprimido (compressor):

 Volume do fluxo do deslocamento do pistão (capacidade de entrada)

 Volume do fluxo (volume fornecido)

Volume normal do fluxo Vstan [Nl/min, Nm3/min, Nm3/h]

O volume normal do fluxo é medido exatamente como o volume do fluxo. Contudo, isso não se refere à condição de entrada, mas sim a um valor teórico de referência. Em condição física normal, os valores teóricos são:

 Temperatura = 273,15 K (0 ºC)

 Pressão = 1,01325bar (760 mm Hg)

 Densidade do ar = 1,294 kg/m3 (ar seco)

 

Volume do fluxo de trabalho Vop [Bl/min, Bm3/min, Bm3/h]

O volume do fluxo de trabalho especifica o volume efetivo do fluxo do ar comprimido. Para possibilitar a comparação do volume do fluxo de trabalho com outros volumes de fluxo, é necessário sempre especificar a pressão do ar comprimido junto com a unidade dimensional Bl/min, Bm3/min ou alternativamente Bm3/h.

 

Volume do fluxo do deslocamento do pistão Vpdf [l/min, m3/min, m3/h] (capacidade de entrada)

O volume do fluxo do deslocamento do pistão é uma quantidade calculada para o pistão compressor. Isso resulta do produto do volume do cilindro (deslocamento do pistão), a velocidade do compressor (número de ciclos) e o número de cilindros de entrada. O volume do fluxo do deslocamento do pistão é especificado em l/min, m3/min ou alternativamente em m3/h.

 

Volume do fluxo V [l/min, m3/min, m3/h] (volume de fornecimento)

Ao contrário do volume do fluxo do deslocamento do pistão, o volume do fluxo não é um valor calculado, mas a pressão medida na saída do compressor, a qual volta a ser calculada para definir sua (compressor) capacidade de entrada. O volume do fluxo é definido de acordo com as normas VDMA 4362, DIN 1945, ISO 1217 ou PN2CPTC2 e especificado em l/min, m3/min ou alternativamente em m3/h. O volume do fluxo efetivo, ex.: volume de fornecimento necessário, é uma informação essencial para o dimensionamento do compressor.