1. Tecnologia de ar comprimido ► Símbolos de unidades e fórmula ► Características físicas de desempenho do ar comprimido
2. Geração de ar comprimido ► Compressores de deslocamento positivo ou volumétrico
3. Regulagem de pressão
4. Condicionamento do ar comprimido ► Classes de qualidade de ar comprimido ► Secagem
5. Dimensionamento do sistema de ar comprimido
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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.
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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.
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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 “pabs” é a somatória da pressão atmosférica “pamb” 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.
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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. |
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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.
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