Dimensionamento de instalações de compressores em altitude

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Tanto a pressão ambiente quanto a temperatura diminuem com a altitude acima do nível do mar. Essa pressão de entrada menor afeta a taxa de pressão, tanto para os compressores quanto para os equipamentos conectados, o que, na prática, significa um impacto no consumo de energia e no consumo de ar. Ao mesmo tempo, as mudanças devido à maior altitude também afetarão a potência nominal disponível de motores elétricos e de motores a combustão.

Como a altitude influencia as instalações de compressores?

Compressor em altitude, montanha

A maneira como as condições ambientais influenciam a aplicação do consumidor final deve também ser levada em conta. Uma vazão de massa específica (em um processo) ou uma vazão de volume é necessária? A taxa de pressão, a pressão absoluta ou a pressão manométrica foi utilizada no dimensionamento? A temperatura do ar comprimido é importante? Todas essas considerações criam condições diferentes para o dimensionamento de uma instalação de ar comprimido em uma alta altitude e podem ser bastante complexas para serem calculadas.

Qual o efeito da altitude na escolha do compressor?

Para escolher o compressor correto onde as condições do ambiente são diferentes daquelas declaradas na folha de dados, os seguintes fatores devem ser levados em consideração:

- altura acima do nível do mar ou pressão do ambiente
- temperatura ambiente
- umidade
- temperatura do líquido arrefecedor
- tipo de compressor
- fonte de energia

Esses fatores afetam principalmente o seguinte:

- pressão de trabalho máxima
- capacidade
- consumo de energia
- exigência de resfriamento

O fator mais importante é as variações de pressão de entrada na altitude. Um compressor com uma taxa de pressão de 8,0 no nível do mar terá uma taxa de pressão de 11,1 a uma altitude de 3.000 metros (desde que a pressão de operação da aplicação esteja inalterada). Isso afeta a eficiência e, consequentemente, a necessidade de energia. A quantidade de mudança depende do tipo de compressor e do projeto. A temperatura ambiente, a umidade e a temperatura do líquido arrefecedor interagem e afetam o desempenho do compressor em diferentes graus em compressores de estágio único ou de vários estágios, compressores dinâmicos ou compressores por deslocamento.

Como a altitude afeta os motores elétricos?

como a altura afeta o motor elétrico?

O resfriamento é prejudicado nos motores elétricos pelo ar de menor densidade em altas altitudes. Motores padrão devem poder trabalhar até 1.000 m a uma temperatura ambiente de 40 °C, sem qualquer impacto nos dados nominais. Em altitudes mais elevadas, a tabela abaixo pode ser usada como um guia para a redução de desempenho de um motor padrão. Observe que para alguns tipos de compressor, o desempenho do motor elétrico é mais prejudicado do que a potência necessária do compressor em alta altitude. Portanto, o funcionamento de um compressor padrão em alta altitude exige a redução da pressão de trabalho ou a montagem de um motor superdimensionado.

Como a altitude afeta os motores de combustão interna?

Uma redução na pressão ambiente, um aumento de temperatura ou uma redução na umidade diminui o teor de oxigênio presente no ar que é usado na combustão e, consequentemente, a energia que pode ser extraída do motor de combustão interna (IC). O grau de redução de potência do eixo depende do tipo de motor e do seu método de alimentação (aspirado naturalmente ou turboalimentado), conforme definido na tabela abaixo. A umidade desempenha um papel menor (redução <1% a cada 1.000 m) quando a temperatura cai abaixo de 30 °C.

Observe que a potência do motor cai mais rapidamente do que a potência do eixo necessária do compressor. Isto implica que, para cada combinação de compressor/motor, há uma altura máxima de trabalho que irá usar toda a margem de potência do motor sobre o compressor para uso ao nível do mar. Geralmente, os fornecedores devem fornecer os cálculos e informar os dados específicos que se aplicam ao compressor, motor e equipamento de consumo de ar em questão. Se houver algo que não está claro ou em caso de dúvidas, o instalador deve sempre entrar em contato com o fabricante do equipamento.

Leia mais sobre os diferentes aspectos de dimensionamento de instalações de compressores a seguir.

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