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Depois de aprender sobre os princípios básicos da física, talvez você queira saber mais sobre como entender as medições do compressor de ar com respeito ao assunto.
Essas informações são muito úteis ao determinar o tamanho e a potência apropriados necessários para uma aplicação específica. Neste artigo, explicaremos os fundamentos da medição do trabalho, da potência e da taxa de fluxo de volume.
O trabalho mecânico pode ser definido como o produto de uma força e distância sobre a qual a força atua sobre um objeto. Como o calor, o trabalho envolve a energia transferida de um corpo para outro. A diferença é que envolve força e não temperatura. Um exemplo disso é quando o gás fica comprimido em um cilindro com um pistão em movimento.
A compressão ocorre como resultado da força que move o pistão. Portanto, a energia é transferida do pistão para o gás. Essa transferência de energia é trabalho no sentido termodinâmico da palavra. O resultado do trabalho pode ter muitas formas, como mudanças na energia potencial, cinética ou térmica.
O trabalho mecânico associado a mudanças no volume de uma mistura gasosa é um dos processos mais importantes na termodinâmica de engenharia. A unidade SI para trabalho é o Joule: 1 J = 1 Nm = 1 Ws.
Potência é trabalho realizado por unidade de tempo. É uma medida da rapidez com que o trabalho é concluído. A unidade SI para potência é o Watt: 1 W = 1 J/s. Por exemplo, o fluxo de potência ou energia para o eixo de transmissão de um compressor é numericamente semelhante às emissões de calor do sistema, mais o calor aplicado ao gás comprimido.
A vazão volumétrica de um sistema é uma medida do volume de fluido fluindo por unidade de tempo. Pode ser calculada como o produto da área da seção transversal do fluxo e a velocidade média do fluxo. A unidade SI para a vazão volumétrica é de m3/s.
No entanto, a unidade de litros/segundo (l/s) também é frequentemente usada quando se refere à vazão volumétrica (também chamada de capacidade) de um compressor. É indicada como litro/segundo normal (Nl/s) ou como débito de ar livre (l/s). Com Nl/s, a vazão de ar é recalculada para "o estado normal." Ou seja, convencionalmente escolhido como 1,013 bar(a) e 0 °C. A unidade normal Nl/s é usada principalmente ao especificar um fluxo de massa.
Para o débito de ar livre (FAD), a vazão de saída do compressor é recalculada para uma taxa de volume de ar livre na condição de entrada padrão (pressão de entrada de 1 bar(a) e temperatura de entrada de 20 °C). A relação entre as duas taxas de volume de fluxo é (observe que a fórmula simplificada acima não considera umidade).
O exemplo a seguir ilustra o débito de ar livre (FAD). O que significa FAD = 39 l/s para um compressor funcionando a 13 bar? Quanto tempo leva para encher um tanque 390 l a uma pressão de 13 bar? Para calcular isso, precisamos voltar às condições de entrada. Que é de 1 bar.
Quando começamos com um reservatório vazio, após 1 segundo, há 39 litros no reservatório a 1 bar. Então, após 10 segundos, a pressão dentro do reservatório é de 1 bar. Em seguida, a pressão é de 2 bar após 20 segundos. Portanto, após 130 segundos, ele fica preenchido a 13 bar.
Em seguida, a diferença entre as condições de referência e as condições normais. As condições de referência usam 1 bar, 20 °C, 0% de umidade relativa.
As condições normais envolvem 1 atm = 1,01325 bar, 0 °C, 0% de umidade relativa. A próxima definição é SER ou Requisito Específico de Energia. Isso significa a quantidade de energia necessária para fornecer 1 litro de FAD a uma determinada pressão.
Especificar o seu sistema de ar comprimido por vazão e pressão – não kW ou potência – é a melhor forma de adequar o seu desempenho às suas necessidades. O dimensionamento do compressor deve corresponder aos seus requisitos de negócios com mais precisão do que apenas a classificação de kW.
Saiba mais sobre como dimensionar de acordo com a vazão.
Existem muitos termos técnicos abordados neste artigo relacionados a trabalho mecânico, potência e fluxo. Entender essas informações é importante para investir no equipamento certo para sua aplicação. Se você comprar equipamentos muito grandes ou muito pequenos, existe o risco de ineficiência.
O que é importante considerar é quanta força você precisará para mover um objeto para concluir um determinado trabalho em um determinado período de tempo. Conforme mencionado acima, isso é expresso em fluxo e pressão. Além de litros por segundo (l/s), o fluxo é representado em pés cúbicos por minuto (pcm) ou metros cúbicos por hora (m3/h). Todas essas medições se referem à velocidade.
A pressão é mostrada como bar, mencionada acima, ou libras por polegada quadrada (psi). Se precisar mover objetos pesados, precisará de mais pressão. Você também deseja determinar se precisa de fornecimento de ar o dia todo e se há requisitos diferentes para suas aplicações. Esse contexto é útil quando se trata de determinar o tamanho e escolher entre máquinas de velocidade fixa e acionamento de velocidade variável (VSD).
Ao pesquisar compressores de ar, você encontrará equipamentos de velocidade fixa e VSD. Esses termos se referem a como o motor funciona. Conforme sugerido, as máquinas de velocidade fixa operam apenas em uma velocidade, enquanto os compressores VSD mudam de velocidade dependendo da demanda. Cada um tem suas próprias vantagens, dependendo do seu fluxo de trabalho e necessidades.
Uma máquina de velocidade fixa geralmente é mais barata de comprar, enquanto uma máquina VSD oferece vantagens de eficiência. Essa última proporciona economia de custos operacionais de energia. Se você estiver indeciso sobre o que faz mais sentido para suas necessidades, fique à vontade para entrar em contato. Nossa equipe terá prazer em ajudar a avaliar o que faz mais sentido.
Entendemos que não existe uma solução única para todos os clientes e oferecemos soluções personalizadas.
Depois de aprender sobre os fundamentos da física aqui, você pode querer saber mais sobre as unidades físicas usadas para medir diferentes aspectos do assunto. Isso pode ser muito útil ao lidar com ar comprimido. Neste artigo, vamos explicar os conceitos básicos da medição de trabalho, potência e vazão volumétrica.
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