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Bomas e Compressores
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Unianchieta T.C.P.Q. – Ar Comprimido
Bombas e Compressores
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Ventiladores, Sopradores e Compressores Transporte de Gases
Ventiladores: provocam pequeno aumento de pressão (até 0,03 atm ou 3040 Pa)
Sopradores: provocam aumento de pressão até 0,3 atm ou 3,04 104Pa
Compressores: provocam maior aumento de pressão (de 0,3 a 4000 atm ou 3,04 104-4,05 105Pa)
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Ventiladores e Sopradores
Operam a pressões suficientemente baixas para que se possa considerar a compressibilidade dos gases, isto é, os volumes de entrada e saída são praticamente iguais; são simplesmente movimentadores de gases.
Podem deslocar grandes volumes com pequeno acréscimo de pressão.
Para sopradores: funcionalidade de até 95 m3/s.
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Compressores
• Deslocamento positivo
• Centrífugos
Alternativos
Rotativos
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Podem fornecer gás com pressão de algumas frações de atm até pressões muito elevadas (~2400 atm manométricas)
As peças características são as mesmas das bombas alternativas: pistão, um cilindro com válvulas para admissão e exaustão.
Pode-se usar único estágio ou multiestágio. No caso da compressão multiestágio é comum o resfriamento do gás entre os estágios.
Deslocamento positivo: Alternativos
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Figura 2: Esquema de um compressor alternativo
(http://www.em.pucrs.br/lsfm/alunos/luc_gab/compressores.html#C)
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Figura 1: Princípio de funcionamento de um compressor alternativo
(http://www.deq.isel.ipl.pt/cp/sebentas/seb03.pdf)(http://alfa.ist.utl.pt/~lroriz/MyPage/compressores.htm)
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Deslocamento positivo: Rotativos
Engrenagem com 2 lóbulos
Bilobado: alta capacidade e pressão intermediária (7 m3/s e 0,8 atm)
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Soprador Bilobado
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T.C.P.Q. – Ar Comprimido
Parafuso Helicoidal: ampla faixa de pressão e capacidade (ex.: 1 atm e 6 m3/s: 11 atm e 12 m3/s)
Coração de um compressor a parafusos helicoidais
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Figura 3: Compressor rotativo: tipo parafuso
(http://www.em.pucrs.br/lsfm/alunos/luc_gab/compressores.html#C)
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Figura 2: Funcionamento de um compressor rotativo: tipo palhetas
(http://alfa.ist.utl.pt/~lroriz/MyPage/compressores.htm)
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Centrífugos
Operam com os mesmos princípios das bombas centrífugas. Os multiestágios (mais de 1 rotor) têm, em geral, dispositivos de resfriamento.
Comprimem enormes volumes de gases (140m3/s) até uma pressão de saída de 2 atm e com capacidades volumétricas menores podem descarregar altas pressões (centenas de atm).
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Centrífugos: Fluxo Radial
Funcionamento:
O gás escoa através do olho do rotor, acelerado radialmente, saindo com um aumento da velocidade, da periferia ao difusor (variação da energia cinética para energia de pressão).
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Figura 3: Princípio de funcionamento de um compressor dinâmico
(http://www.deq.isel.ipl.pt/cp/sebentas/seb03.pdf)
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Figura 3: Esquema de um compressor centrífugo
(http://www.em.pucrs.br/lsfm/alunos/luc_gab/compressores.html#D)
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Figura 3: Funcionamento de um compressor centrífugo
(http://www.em.pucrs.br/lsfm/alunos/luc_gab/compressores.html)
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Rotores de um compressor multi-estágio (rotor de alta pressão)
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T.C.P.Q. – Ar Comprimido
Compressor Centrífugo multi-estágio
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Compressor centrífugo integrado, multi-estágio(1170-12500 ft3/min e 125-325 psi)
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Centrífugos: Fluxo Axial
o Constituído por uma coroa de palhetas acopladas ao eixo rotatório, pemintindo fluxo axial.
o Tem eficiência mais elevada que os radiais, são menores e mais leves para a mesma capacidade, mas o custo é mais elevado.
o A faixa de operação é mais limitada e são mais sensíveis a corrosão.
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T.C.P.Q. – Ar Comprimido
Compressor de fluxo axial multi-estágio - Máximo de 100psia (6,89 105Pa)
(9 estágios axiais e um centrífugo no lado da pressão baixa(lado direito) e dois estágios centrífugos no lado da pressão alta(lado esquerdo)).
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Seleção
Informações normalmente necessárias para a seleção de compressores:
Temperatura de entradaMáxima temperatura de saídaVariação de pressãoVazãoPropriedades do gás: composição
Tc e pc
peso molecular médio = cp/cv
fatores de compressibilidade
* Usualmente é necessário manter contato com o fabricante para a escolha do tipo, potência, etc..
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pa
pb
Quando a pressão de um fluido compressível aumenta
adiabaticamente, a temperatura do fluido também aumenta.
Para um dado gás, a razão da temperatura (Tb/Ta) aumenta com o
aumento da razão de compressão (pb/pa).
Para uma mudança de pressão isentrópica (adiabática e sem atrito) de um gás ideal, tem-se
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