Dimensionamento de instalações de compressores a elevada altitude
Tanto a pressão ambiente como a temperatura diminuem com a altitude acima do nível do mar. Esta pressão de entrada mais baixa afeta a relação de pressão, tanto para os compressores como para o equipamento ligado, o que, na prática, significa um impactos no consumo de energia e no consumo de ar. Ao mesmo tempo, as alterações devidas a altitude mais elevada também afetarão a potência nominal disponível dos motores elétricos e dos motores de combustão.
Como é que a altitude influencia as instalações de compressores?
Deve igualmente ser tida em conta a forma como as condições ambientais influenciam a aplicação do consumidor final. É
necessária uma taxa de caudal de massa específica (num processo) ou uma taxa de caudal de volume? A relação de pressão, a pressão absoluta ou a pressão manométrica foram utilizadas para o dimensionamento? A temperatura do ar comprimido é significativa? Todas estas considerações criam condições diferentes para
dimensionamento de uma instalação de ar comprimido instalada a uma altitude elevada e podem ser bastante complexas para calcular.
Que efeito tem a altitude na escolha do compressor?
Para escolher o compressor correto em que as condições ambientais diferem das indicadas na folha de dados, devem ser tidos em consideração os seguintes fatores:
Estes fatores afetam principalmente o seguinte:
- pressão de trabalho máx
. - capacidade
- consumo de energia
- necessidade de arrefecimento
O fator mais importante é as variações de pressão de entrada em altitude. Um compressor com uma relação de pressão de 8.0 ao nível do mar terá uma relação de pressão de 11.1 a uma altitude de 3000 metros (com base no facto de a pressão de funcionamento da aplicação não ter sido alterada). Isto afeta a eficiência e, consequentemente, o requisito de potência. A quantidade de alteração depende do tipo de compressor e do design. A temperatura ambiente, a humidade e a temperatura do líquido de arrefecimento interagem e afetam o desempenho do compressor em graus diferentes em compressores de um ou vários estágios, compressores dinâmicos ou compressores de cilindrada.
Como é que a altitude afeta os motores elétricos?
O arrefecimento é prejudicado em
motores elétricos pelo ar de baixa densidade a altitudes elevadas. Os motores padrão devem ser capazes de funcionar até 1000 m e com uma temperatura ambiente de 40 ºC sem impactos nos dados nominais. Em altitudes mais elevadas, a tabela abaixo pode ser utilizada como guia para redução do desempenho do motor padrão. Tenha em atenção que, para alguns tipos de compressores, o desempenho do motor elelétrico é mais reduzido do que a potência do veio necessária para o compressor a altitudes elevadas. Por conseguinte, o funcionamento de um compressor padrão a altitudes elevadas requer a redução da pressão de trabalho ou a instalação de um motor sobredimensionado.
Como é que a altitude afeta os motores de combustão interna?
Uma redução da pressão ambiente, aumento ou redução da temperatura na humidade reduz o teor de oxigénio no ar utilizado para combustão e, consequentemente, a potência extraível do motor de combustão interna (IC). O grau de redução da potência do veio depende do tipo de motor e do seu método respiratório (aspirado naturalmente ou turbocomprimido), conforme indicado na tabela abaixo. A humidade tem um papel menor (desração menor que 1% por 1000 m) quando a temperatura cai abaixo de 30 ºC tenha em atenção que a potência do motor desce mais rapidamente do que a potência necessária do veio do compressor. Isto implica que, para cada combinação compressor/motor, existe uma altura de trabalho máxima que utilizará toda a margem de potência do motor sobre o compressor para utilização ao nível do mar. Em geral, os fornecedores devem ser encarregados de calcular e indicar os dados específicos aplicáveis ao equipamento de consumo de ar, motor e compressor em questão. Se alguma coisa não for clara ou se tiver alguma dúvida, o instalador deve contactar sempre o fabricante do equipamento.
Leia mais sobre os diferentes aspetos de dimensionamento das instalações de compressores abaixo.
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