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Medição de trabalho, potência e vazão volumétrica

Compressed Air Wiki Basic Theory Physics of Air Compressors

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.

O que é trabalho mecânico? Como podemos medi-lo?

medição de instrumentos

Trabalho mecânico pode ser definido como o produto de uma força e a distância sobre a qual a força atua sobre um corpo. Exatamente como para o calor, trabalho é a energia que é transferida de um corpo para outro. A diferença é que agora é uma questão de força e não de temperatura. Uma ilustração é o gás em um cilindro sendo comprimido por um pistão em movimento. A compressão ocorre como resultado de uma força que move o pistão. Energia é assim transferida do pistão para o gás fechado.

Essa transferência de energia é trabalho no sentido termodinâmico da palavra. O resultado do trabalho pode ter muitas formas, como mudanças na energia potencial, a energia cinética ou a energia térmica. O trabalho mecânico associado a mudanças no volume de uma mistura de gases é um dos processos mais importantes em termodinâmica. A unidade SI para trabalho é o Joule: 1 J = 1 Nm = 1 Ws.

Como podemos medir a potência?

Potência é trabalho realizado por unidade de tempo. É uma medida da rapidez com que o trabalho pode ser feito.
A unidade SI para potência é o Watt: 1 W = 1 J/s. Por exemplo, a potência ou fluxo de energia para um eixo de transmissão em um compressor é numericamente semelhante ao calor emitido pelo sistema mais o calor aplicado ao gás comprimido.

Como a vazão volumétrica é medida?

Medição de Descarga livre efetiva de ar (FAD), Fórmula

A vazão volumétrica de um sistema é uma medida do volume de fluido que flui 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 vazão volumétrica é m3/s. No entanto, a unidade litro/segundo (l/s) também é frequentemente utilizada quando se refere à vazão volumétrica (também chamada de capacidade) de um compressor. É declarado como litro/segundo normalizado (Nl/s) ou como descarga livre efetiva de ar (l/s). Com Nl/s, a vazão de ar é recalculada para "o estado normal", isto é, 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 a descarga livre efetiva de ar (FAD), a vazão de saída do compressor é recalculada para uma taxa volumétrica de ar livre na condição de entrada padrão (pressão de entrada de 1 bar(a) a uma temperatura de entrada de 20 °C). A relação entre as duas vazões volumétricas é (observe que a fórmula simplificada acima não leva em conta a umidade).

O que é Descarga livre efetiva de ar?

FAD, ou Descarga livre efetiva de ar. Vamos explicar o termo usando um exemplo. O que significa um FAD = 39 l/s para um compressor trabalhando a 13 bar? Quanto tempo leva para encher um tanque de 390 l a uma pressão de 13 bar? Para calcular, precisamos voltar às condições de entrada, que é 1 bar.

Quando começamos com um recipiente vazio, depois de 1 segundo, há 39 litros no recipiente a 1 bar. Após 10 segundos, a pressão no interior do recipiente é de 1 bar. Após 20 segundos, a pressão é de 2 bar. Então, depois de 130 segundos, ele está cheio a 13 bar. Em seguida, a diferença entre as condições de referência e as condições normais. As condições de referência são caracterizadas por 1 bar, 20 °C, 0% de umidade relativa. As condições normais são caracterizadas por 1 atm = 1,01325 bar, 0 °C, 0% de umidade relativa. A próxima definição é SER (Specific Energy Requirement) ou Requisito de Energia Específica. Indica a quantidade de energia necessária para fornecer 1 litro de FAD a uma determinada pressão.

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