Tipos de compressores Compressores de ar Teoria básica Wiki sobre o ar comprimido Deslocamento Ar comprimido
Antes de ficar a saber mais sobre os diferentes compressores e métodos de compressão, primeiro temos de lhe apresentar os dois princípios básicos da compressão de gás. Depois, vamos comparar os dois e analisar os diferentes compressores nestas categorias.
Existem dois princípios genéricos para a compressão de ar (ou gás): compressão de deslocamento positivo e compressão dinâmica. Estes princípios baseiam-se na teoria de como o ar é comprimido e descarregado.
Na compressão de deslocamento positivo, o ar é aspirado para uma ou mais câmaras de compressão, que são então vedadas da entrada. Gradualmente, o volume de cada câmara diminui e o ar é comprimido internamente. Quando a pressão atinge o rácio de pressão definido para o sistema, abre-se uma porta ou válvula. O ar é então descarregado para o sistema de saída devido à redução contínua do volume da câmara de compressão.
Na compressão dinâmica, o ar é aspirado entre as pás de um impulsor de compressão em rotação rápida e acelerado até uma velocidade elevada. O gás é então descarregado através de um difusor, onde a energia cinética é transformada em pressão estática.
Os compressores de deslocamento positivo fornecem um caudal de ar consistente, independentemente da pressão do sistema. Comprimem o ar, retendo um volume fixo e comprimindo-o mecanicamente, por exemplo, com pistões ou parafusos rotativos.
Estes compressores proporcionam rácios de pressão mais elevados mesmo a velocidades mais baixas e são ideais para aplicações mais pequenas e estáveis, como a indústria transformadora e a indústria automóvel. O seu design simples garante fiabilidade e fácil manutenção.
Os compressores dinâmicos utilizam pás rotativas a alta velocidade para comprimir grandes volumes de ar.
O caudal e a pressão que oferecem dependem da velocidade de funcionamento, o que os torna adequados para aplicações de volume elevado, como produção de energia e sistemas AVAC. O seu design complexo é otimizado para caudais variáveis e operações eficientes a alta velocidade.
Uma bomba para bicicletas é o exemplo mais simples de uma compressão de deslocamento positivo. O ar é aspirado para um cilindro e comprimido por um pistão móvel. Os compressores de pistão têm o mesmo princípio de funcionamento. Utilizam um pistão cujo movimento para a frente e para trás é realizado por uma biela e uma cambota rotativa.
Se apenas um lado do pistão for utilizado para compressão, este é designado por compressor de ação única. Se forem utilizados os lados superior e inferior do pistão, o compressor é de ação dupla. O rácio de pressão é a relação entre a pressão absoluta nos lados de entrada e saída.
Por conseguinte, uma máquina que aspira ar à pressão atmosférica (1 bar(a)) e comprime-o para uma pressão 7 bar acima da atmosférica funciona a um rácio de pressão de (7 + 1)/1 = 8.
Os dois gráficos abaixo ilustram a relação pressão/volume para um compressor teórico e um diagrama realista para um compressor de pistão (respetivamente).
O volume de curso é o volume do cilindro que o pistão percorre durante a fase de aspiração. O volume de folga é o volume por baixo das válvulas de entrada e saída e por cima do pistão. Deve permanecer no ponto de viragem superior do pistão por motivos mecânicos.
As diferenças entre o volume de curso e o volume de aspiração devem-se à expansão do ar que permanece no volume de folga antes do início da aspiração. O design prático de um compressor, por exemplo, um compressor de pistão, resulta numa diferença entre o diagrama p/V teórico e o diagrama real.
As válvulas nunca estão completamente vedadas e existe sempre um grau de fuga entre a saia do pistão e a parede do cilindro. Além disso, as válvulas não podem abrir e fechar completamente sem um atraso mínimo. Isto resulta numa perda de carga quando o gás flui através dos canais. O gás também é aquecido quando flui para o cilindro como consequência deste design.
Num compressor dinâmico, o aumento de pressão ocorre enquanto o gás flui. O gás que flui acelera até uma velocidade elevada através das pás rotativas de um impulsor. A velocidade do gás é subsequentemente transformada em pressão estática quando é forçada a desacelerar em expansão num difusor.
Dependendo da direção principal do caudal de gás utilizado, estes compressores são denominados compressores radiais ou axiais. Em comparação com os compressores de deslocamento, uma pequena alteração na pressão de trabalho dos compressores dinâmicos resulta numa grande alteração no caudal.
Cada velocidade do impulsor tem um limite de caudal superior e inferior. O limite superior significa que a velocidade do caudal de gás atinge a velocidade sónica. O limite inferior significa que a contrapressão se torna superior à acumulação de pressão do compressor, o que significa um caudal de retorno no interior do compressor. Isto, por sua vez, resulta em pulsação, ruído e risco de danos mecânicos.
Para saber mais sobre a regulação e a otimização do desempenho dos compressores dinâmicos, leia este guia sobre a regulação dos compressores dinâmicos.
30 Junho, 2022
Há muitos fatores a considerar ao escolher um compressor de ar para seu negócio. Neste artigo, explicaremos qual é o compressor mais adequado para si, com base na sua aplicação e nas suas necessidades.
16 Março, 2023
Quando precisa de muita potência, um compressor dinâmico é a escolha ideal. Eles estão disponíveis em versões axiais e radiais.
4 Agosto, 2022
O ar comprimido está à nossa volta, mas o que é exatamente? Vamos apresentar-lhe o mundo do ar comprimido e o funcionamento básico de um compressor.