Compressores dinâmicos: compressores centrífugos e axiais

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Quando você precisa de muita potência, um compressor dinâmico é a escolha ideal. Eles estão disponíveis em projetos axiais e radiais. Muitas vezes, são chamados de turbocompressores. Os que possuem um projeto radial são chamados de compressores centrífugos. Um compressor dinâmico trabalha a uma pressão constante, diferente, por exemplo, de um compressor de deslocamento, que funciona com um fluxo constante. O desempenho de um compressor dinâmico é afetado por condições externas: por exemplo, uma mudança na temperatura de entrada resulta em uma mudança na capacidade.

O que são compressores centrífugos?

ilustração mostrando um compressor centrífugo

Um compressor centrífugo é caracterizado pelo fluxo de descarga radial. O ar é aspirado para o centro de um impulsor rotativo com lâminas radiais e empurrado no sentido do perímetro do impulsor pelas forças centrífugas. O movimento radial do ar resulta, simultaneamente, em um aumento de pressão e em uma geração de energia cinética. Antes de o ar ser levado ao centro do impulsor do próximo estágio do compressor, ele passa por um difusor e um espiral, onde a energia cinética é convertida em pressão.


Cada estágio assume uma parte do aumento de pressão total da unidade do compressor. Em maquinário industrial, a relação de pressão máxima de um estágio de um compressor centrífugo, muitas vezes, não ultrapassa 3. Relações de pressão mais altas reduzem a eficiência do estágio. Aplicações de baixa pressão e estágio único são usadas, por exemplo, em estações de tratamento de águas residuais. Aplicações de vários estágios permitem a possibilidade de adicionar um resfriamento intermediário para reduzir o consumo de energia. Vários estágios podem ser dispostos em série em um único eixo de baixa velocidade. Muitas vezes, esse conceito é usado na indústria de petróleo e gás ou de processo.


A relação de pressão por estágio é baixa, mas um grande número de estágios e/ou vários conjuntos de compressores em série são usados ​​para obter a pressão de saída desejada. Em aplicações de compressão de ar, uma caixa de engrenagens de alta velocidade é integrada aos estágios do compressor para girar os impulsores em pinhões de alta velocidade. O projeto do impulsor pode ser aberto ou fechado.


O projeto aberto é mais comumente utilizado em aplicações de ar de alta velocidade. O impulsor é normalmente feito de liga especial de aço inoxidável ou alumínio. A velocidade do eixo do impulsor é muito alta em comparação com a de outros tipos de compressor. É comum ter velocidades de 15.000 a 100.000 rpm. Isso significa que o apoio no eixo ou no pinhão do compressor de alta velocidade ocorre com rolamentos de camada de óleo simples em vez de rolamentos de rolete. Como opção, rolamentos de camada de ar ou rolamentos magnéticos ativos podem ser usados para uma máquina completamente isenta de óleo. Dois impulsores são montados em cada extremidade do mesmo eixo para compensar as cargas axiais causadas pelas diferenças de pressão. Normalmente, 2 ou 3 estágios com resfriadores intermediários são usados para aplicações de ar comprimido padrão.


Em uma configuração moderna do compressor de ar centrífugo, usa-se motores elétricos de altíssima velocidade para acionar os impulsores diretamente. Essa tecnologia cria um compressor compacto sem caixa de engrenagens e sem sistema de lubrificação a óleo associado, tornando-o um projeto de compressor totalmente isento de óleo. Cada compressor centrífugo deve ser selado de forma adequada para reduzir o vazamento ao longo do eixo, onde ele passa pelo corpo do compressor. Muitos tipos de retentores são usados ​​e os mais avançados podem ser encontrados em compressores de alta velocidade para altas pressões. Os tipos mais comuns são os retentores de labirinto, os retentores de anel ou retentores de folga controlada (geralmente retentores de grafite) e os retentores mecânicos.

O que são compressores axiais?

um compressor axial é um tipo de compressor dinâmico

Um compressor axial tem fluxo axial, através do qual o ar ou o gás passa ao longo do eixo do compressor através de fileiras de lâminas rotativas e estacionárias. Desta forma, a velocidade do ar é gradualmente aumentada ao mesmo tempo que as lâminas estacionárias convertem a energia cinética em pressão. Há normalmente um tambor de balanceamento embutido no compressor para contrabalançar o empuxo axial. Os compressores axiais são geralmente menores e mais leves que os compressores centrífugos equivalentes, e, normalmente, operam em velocidades mais altas. São usados para vazões volumétricas constantes e altas, a uma pressão relativamente moderada, por exemplo, em sistemas de ventilação. Dada a alta velocidade de rotação, são idealmente acoplados a turbinas a gás para geração de eletricidade e propulsão de aeronaves.

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