Máquinas de Fluxo

Mquinas de Fluxo

Avaliao:

1 Bimestre 20 Pontos:

Prova P1 - 10 Pontos - Data - 02/04

Teste T1 - 5,0 Pontos - Data - 12/03

Matria: Captulos 1, 2 , 3 , 4, 5 e 6

Seminrio - 2,0 Pontos - Data - 26 e 27/03

Matria : Teoria elementar de construo de Bombas

Cavitao

Escorva das Bombas

Golpe de Ariete

Trabalho Prtico - 2,0 Pontos Data - 16/04

Disciplina : Mquinas de Fluxo

Avaliao:

2 Bimestre 20 Pontos:

Prova P2 - 10 Pontos - Data - 28/05

Teste T2 - 4,0 Pontos - Data - 07/05

Matria: Captulos 7, 8 , 9 , 10 e 11.

Simulado: 3,0 Pontos Data - 10/06

Trabalho: 2,0 Pontos Data - 08/05

Exerccios: 1,0 Ponto Data - 22/06

Disciplina : Mquinas de Fluxo

Mquinas de Fluxo

Ementa: 1.Introduo s Mquinas de Fluxo

1.1 Classificao das mquinas de fluxo

1.2 Ventiladores

1.3 Noes sobre compressores e bombas de vcuo

1.4 Noes sobre agitadores

2. Turbinas Hidrulicas

3. Classificao e descrio das bombas

3.1 Mquinas motrizes, geratrizes e mistas.

3.2 Classificao das mquinas ou bombas.

3.3 Bombas de deslocamento positivo.

3.4 Turbo-bombas.

3.5 Princpios de funcionamento das bombas (centrfugas, axiais,

mistas).

Mquinas de Fluxo 3.6 rgos construtivos de uma turbo-bomba (rotor, difusor, eixo,

anis de desgaste, gaxetas, selo mecnico, rolamentos,

acoplamentos, base da bomba).

3.7 Bombas de projeto especial (verticais, submersas).

3.8 Materiais usados na construo de bombas.

4. Escolha da Bomba

4.1 Generalidades.

4.2 Vazo a ser recalcada.

4,3 Frmulas para o clculo de dimetros econmicos.

4,4 Alturas manomtricas da instalao.

4,5 Clculos da perda de carga na instalao.

4,6 Medio direta da altura manomtrica.

4,7 Rendimentos a considerar em uma bomba.

Mquinas de Fluxo

4,7 Rendimentos a considerar em uma bomba.

4,8 Potncia instalada.

4,9 A escolha primria da bomba.

4,10 Grficos de seleo.

5. Curvas caractersticas de Bombas

5,1 Generalidades.

5,2 Curvas caractersticas de bombas.

5,3 Fatores que influenciam as curvas caractersticas da bomba e do

sistema.

5,4 Ponto de operao.

Mquinas de Fluxo

6. Associao de Bombas em srie e em paralelo

6.1 Generalidades;

6,2 Associao de Bombas em srie

6.3 Associao de Bombas em paralelo

6.4 Bombas diferentes em paralelo

6,5 Correo das curvas

6,6 Instalao srie-paralelo

7. Escorva das Bombas

7.1 Necessidade do escorvamento.

7,2 Processos de prvia escorva.

7,3 Bomba auto-escorvante com recirculao na descarga.

7,4 Princpio do anel lquido.

Mquinas de Fluxo

8. Cavitao

Introduo.

Definio.

Cavitao: sua natureza e seus efeitos.

Coeficiente de cavitao.

NPSH requerido.

NPSH disponvel.

Clculo aproximado do NPSH requerido.

Medidas destinadas a dificultar o aparecimento da cavitao.

Bombeamento em instalaes com alturas de suco elevadas.

Mquinas de Fluxo

9. Teoria elementar de construo de Bombas

Generalidades e hipteses.

Tringulos de velocidades.

Equao de Euler.

Influncia do perfil da palheta na natureza da energia cedida por uma bomba.

Influncia do perfil da palheta sobre a altura de elevao.

Influncia do nmero finito de palhetas nos tringulos de velocidades.

Influncia da espessura das ps nos tringulos de velocidades.

Correes adotadas.

Mquinas de Fluxo

10. Vlvulas

Vlvulas de Gaveta

Vlvulas de Esfera

Vlvulas de Fundo

Vlvulas de Macho

Vlvulas de regulagem

Vlvulas de Globo

Vlvulas de Diafragma

Vlvulas esfricas ou rotovlvulas

Vlvulas de Borboleta

Vlvulas anulares

Vlvulas que permitem o escoamento em um s sentido

Vlvulas de reteno

Vlvulas de controle da presso de montante

Mquinas de Fluxo

11. Golpe de Arite

Generalidades.

Descrio do fenmeno.

Clculo do golpe de Arete.

Mtodo de Parnakium.

Convenes.

Determinao do coeficiente.

Determinao da celeridade.

Perodo T do encanamento.

Constante do encanamento.

Mdulo volumtrico K do lquido.

Vlvulas de controle da presso de montante

Valores da subpresso e sobrepresso.

Mquinas de Fluxo

Velocidade mxima de reverso da bomba.

Recursos empregados para reduzir o golpe de Arete.

Clculo da mxima e mnima presso na sada de bombas em instalaes com vlvula de reteno, quando ocorre interrupo

de energia eltrica.

12. Ensaios de Bombas

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

BIBLIOGRAFIA BSICA

HENN, E. L. Mquinas de Fluido. 2. ed. Santa Maria: UFSM, 2006

MACINTYRE, A. J. Bombas e Instalaes de Bombeamento. 2. ed. revisada. Rio de Janeiro: LTC, 2008.

MACINTYRE, A. J. Equipamentos Industriais e de Processo. Rio de Janeiro: LTC, 2008.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

FOX, Robert W. et al. Introduo mecnica dos fluidos. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

LIMA, Epaminondas Pio Correia. Mecnica das Bombas. 2. ed. Rio de Janeiro: Intercincia, 2003.

MATHIAS, A. C. Vlvulas Industriais, Segurana, Controle. So Paulo: ArtLiber, 2008.

MATTOS, Edson Ezequiel de.; FALCO, Reinaldo de. Bombas Industriais. 2. ed. Rio de Janeiro: Intercincia: 1998.

WHITE, F. Mecnica dos Fluidos. 4. ed. So Paulo: McGraw-Hill, 2002.

Mquinas de Fluido ou Mquinas de

Transformao de Energia:

Introduo:

O homem tem buscado controlar a natureza desde a

antiguidade. O homem primitivo transportava gua em baldes ou

conchas; com a formao de grupos maiores, esse processo foi

mecanizado. Assim, as primeiras mquinas de fluxo

desenvolvidas foram as rodas de conchas e as bombas de

parafuso para elevar a gua. Os romanos introduziram a roda de

ps em torno de 70 a.C. para obter energia de cursos dgua.

Mais tarde, foram desenvolvidos moinhos para extrair energia do

vento, mas a baixa densidade de energia ali presente limitava a

produo a poucas centenas de quilowatts. O desenvolvimento

de rodas dgua tornou possvel a extrao de milhares de quilowatts de um nico local.

Mquinas de Fluido :

Hoje, tiramos proveito de vrias mquinas de fluxo. Num dia

tpico, obtemos gua pressurizada de uma torneira, usamos um

secador de cabelos, dirigimos um carro no qual mquinas de

fluxo operam os sistemas de lubrificao, refrigerao e direo,

e trabalhamos num ambiente confortvel provido com circulao

de ar.

Na indstria existe uma srie de sistemas e equipamentos que

utilizam mquinas para movimentao e transporte de fluidos.

Todos estes processos esto relacionados com a energia e seus

processos de transformao. A energia contida nos fluidos em

movimento pode ser utilizada para acionamento de mquinas de

fluxo denominadas turbinas.

Mquinas de Fluido :

A energia eltrica gerada pelas turbinas pode ser utilizada

para acionamento de motores eltricos, os quais podem acionar

bombas, ventiladores, compressores para movimentao e

transporte de fluidos com diferentes finalidades, segundo o

processo industrial em que esteja inserido.

As turbinas hidrulicas recebem energia do fluido (gua)

que transformada em energia mecnica possibilita sua

transformao final em energia eltrica.

As turbinas elicas recebem energia dos ventos que pode

ser transformada em energia mecnica.

As turbinas a vapor so mquinas movimentadas pela

elevada energia cintica de vapores em processos de expanso

as quais possibilitam o acionamento de geradores eltricos,

bombas, compressores, ventiladores.

Mquinas de Fluido :

As bombas e ventiladores so mquinas que recebem

trabalho mecnico atravs de motores e possibilitam transportar

lquidos (bombas) e gases (ventiladores) vencendo desnveis

energticos.

Os compressores so utilizados em processo frigorficos

ou em instalaes com gases ou ar comprimido para

acionamento de mquinas e ferramentas pneumticas.

Trabalham com gases com presses superiores s utilizadas em

ventiladores,levando em considerao as mudanas significativas

da variao da massa especfica pelas mudanas de temperatura

e presso.

Mquinas de Fluido :

Definio:

Sistemas Fluido-mecnicos: conjunto formado por mquinas

e/ou dispositivos cuja funo promover o deslocamento de

fluidos, de um ponto a outro de uma instalao, atravs da

extrao ou adio de energia de/para um fluido de trabalho.

Os sistemas fluido-mecnicos constituem de mquinas de fluxo, e

sistemas hidrulicos e pneumticos.

As mquinas, so entendidas como transformadores de energia.

So constitudas de um motor e um gerador, normalmente

acoplados atravs de um eixo. O motor acionado por uma certa

modalidade de energia, transforma-a em trabalho, que

transmitido, atravs do eixo, ao gerador. Este, por seu lado,

transforma-o na modalidade final de energia desejada.

Mquinas de Fluido :

Definio:

Mquina de Fluido: o equipamento que promove a

troca de energia entre um sistema mecnico e um fluido,

transformando energia mecnica em energia de fluido ou

energia de fluido em energia mecnica.

Mquinas de Fluido:

Definio:

No primeiro caso, em que h o aumento do nvel

energtico de um fluido a partir do fornecimento de energia

mecnica, por analogia com o gerador eltrico, apenas

substituindo energia eltrica por energia de fluido, costuma-se

designar a mquina de fluido como geratriz (geradora).

No segundo caso, em que a energia mecnica produzida

a partir da reduo do nvel energtico de um fluido, pela analogia

com o motor eltrico, a mquina usualmente chamada de

mquina de fluido motriz (motora).

As mquinas de Fluido so subdivididas em 2 grupos

principais:

1) As mquinas de Deslocamento positivo tambm

chamadas de Volumtricas ou estticas;

Neste , uma quantidade fixa de fluido de trabalho confinada

durante sua passagem atravs da mquina e submetido a

trocas de presso em razo da variao no volume do

recipiente em que se encontra contido ou seja nas

volumtricas o fluido obrigado a mudar o seu estado

energtico pelo deslocamento de uma fronteira em

movimento uo seja sua caracterstica bsica consiste num

fluxo de fludo intermitente que ao ser confinado transmite

fora, torque ou potncia

As mquinas volumtricas podem ser :

1) Alternativas com descarga intermitente do fluido,

Exemplo: Compressor de Pisto

2) Rotativas com descarga continua do fluido.

Exemplo: Bomba de engrenagem

1) Mquinas Volumtricas:

Temos:

A transferncia de energia feita por variaes de volume que ocorrem devido ao movimento da fronteira na qual o fluido est

confinado.

Estas podem ser rotativas como a bomba de engrenagens ou alternativas como o compressor de pisto.

Recebem fora motriz (trabalho mecnico), fornecido por uma

mquina motriz (motor eltrico, diesel) e o transformam em

energia de presso e cintica a um fludo.

2) As mquinas de Fluxo tambm chamadas de

Turbomquinas e s vezes denominadas de mquinas

dinmicas, o fluido no se encontra em momento algum

confinado e sim num fluxo continuo atravs da mquina ,

submetido a troca de energia devido a efeitos dinmicos.

Nas dinmicas o aumento da presso do fluido contnua.

As mquinas dinmicas podem ser classificadas segundo a

trajetria percorrida pelo fluido ao passar pelo rotor como

radial, axial ou mista.

Exemplos: Turbinas Hidrulicas e os Ventiladores

2) Mquinas de Fluxo

So inmeros os equipamentos que tem essa funo, por

exemplo: compressores de ar, turbo-compressores,

ventiladores, bombas, etc.

Como iremos estudar o deslocamento fludos incompressveis,

trabalharemos na descrio e seleo de Bombas e Ventiladores,

alm desses equipamentos serem de grande uso em vrias ramos

industriais.

Desconsiderando-se a troca de calor com o meio ambiente e

possveis folgas entre as partes fixas e mveis, quando uma

mquina de deslocamento positivo pra de funcionar, o

fluido de trabalho no seu interior permanecer,

indefinidamente, no estado em que se encontrava no

momento em que o movimento cessou e este poder ser

completamente diferente das condies do ambiente externo.

Na mesma situao, o fluido de trabalho de uma mquina de

fluxo assumir , imediatamente, as condies ambientais ,

quando ela deixa de operar.

Na Fig.1.1 apresenta-se uma classificao de mquinas de

fluxo.

Mquinas de

Fluido

Figura 1.1 Esquema dos tipos de mquinas de fluxo

Tabela 1.1 Turbomaquinas ou Mquinas de Fluxo

1.1 Turbomquinas ou Mquinas de Fluxo

Exemplo :

1.2 Mquinas de Deslocamento ou Volumtricas

Exemplo: -

Caracteristicas Principais

Exemplos considerando-se as duas classificaes:

1. Mquinas Motrizes

Transformam a energia recebida por um fluido em energia mecnica

para um aproveitamento posterior, como por exemplo, na gerao de

energia eltrica.

2. Mquinas Geratrizes ou Operatrizes

Recebem trabalho mecnico, fornecido por uma mquina motriz (motor

eltrico, diesel) e o transformam em energia de presso.

rea de Aplicao :

O campo de aplicao dos diferentes tipos de mquinas de

fluido to amplo e sujeito a regies de superposio, que,

muitas vezes, torna-se difcil de definir qual a melhor mquina

para determinada aplicao.No caso de bombas e compressores,

deve-se definir se a melhor soluo o emprego de uma

mquina de deslocamento positivo ou de uma mquina de fluxo.

H situaes em que a supremacia de um tipo de mquina sobre

o outro to evidente que a seleo deve ser feita na etapa

inicial de um projeto.

1 Mquinas de fluxo

Definio:

um transformador de energia , sendo o trabalho mecnico

uma das formas de energia, no qual o meio operante um

fluido que, em sua passagem pela mquina, interage com

um elemento rotativo, no se encontrando em qualquer

instante confinado. Todas tem teoricamente o mesmo

principio de funcionamento. Como exemplo de mquinas de

fluxo citam-se: Turbinas Hidrulicas,Ventiladores,Bombas

Centrfugas, Turbinas a Vapor, Turbocompressores, as

Turbinas a gs.

Uma Turbina hidrulica transforma a energia hidrulica recebida

por um fluido em energia mecnica (trabalho mecnico) para um

aproveitamento posterior.

So dispositivos fluidomecnicos que direcionam o fluxo com

lminas ou ps fixadas num elemento rotativo.

Em contraste com as mquinas de deslocamento positivo no h

volume confinado numa turbomquina.

Funcionam cedendo ou recebendo energia de um fluido em constante movimento, como por exemplo, na gerao de energia

eltrica principalmente nos geradores de energia eltrica.

Exemplos:

Turbinas - Francis - reao, radiais e helicoidal; -

Turbinas - Kaplan - reao, axiais e ps orientadas; -

Turbinas - Pelton - ao ou impulso, de jatos e tangenciais; -

Mquinas de Fluxo

Mquinas de Fluxo : Elementos Construtivos

Consideram-se como elementos construtivos fundamentais,

nos quais acontecem os fenmenos fluidomecnicos essencias

para o funcionamento da mquina so:

1) Rotor

2) Sistema Diretor

Mquinas de Fluxo : Elementos Construtivos

Mquinas de Fluxo : Classificao

Classificao das Mquinas de Fluxo:

As mquinas de fluxo classificam-se entre os diferentes

critrios:

1) Segundo a direo da Converso de energia;

2) Segundo a forma dos canais entre as ps do rotor;

3) Segundo a trajetria do fluido no rotor.


1) Segundo a direo de converso de energia

As mquinas de fluxo classificam-se em motoras e geradoras.

a) Mquina de Fluxo Motora :- Transforma energia de

fluido (Energia Potencial em Energia Cintica e Trabalho

Mecnico) , a energia do fluido diminui na sua passagem pela

mquina.

Exemplos: Turbinas Hidrulicas e as Turbinas a vapor.

b) Mquina de Fluxo Geradora :- Transformam o Trabalho

mecnico, geralmente fornecido por uma mquina motriz, em

Energia Cintica e aps em Energia Potencial (energia de fluido);

a energia do fluido aumenta na sua passagem pela mquina.

Exemplos: Ventiladores e as Bombas centrfugas..


2) Segundo a forma dos canais entre ps do rotor

Quanto forma dos canais entre as ps do rotor, as

mquinas de fluxo classificam-se em mquinas de ao e em

mquinas de reao.

a) Mquinas de fluxo de ao:

- So aquelas onde a presso do fluido entrada e sada do

rotor so iguais; os canais do rotor constituem simples

desviadores de fluxo, no havendo aumento ou diminuio da

presso do fluido que passa atravs do rotor , toda a

transformao de energia potencial em energia cintica j ocorreu

dentro do bico injetor. Resta ao rotor transformar a energia

cintica em trabalho.


b) Mquinas de fluxo de reao:

- Nestas mquinas, a presso do fluido na entrada maior que a

presso na sada do rotor. Isto ocorre porque toda a

transformao de energia potencial em cintica, e

subseqentemente em trabalho , realizada sobre o rotor.

Os canais constitudos pelas ps mveis do rotor tem a forma de

injetores(nas turbinas ) e difusores (nas bombas e ventiladores),

havendo reduo, no primeiro caso(turbinas), ou aumento no

segundo caso(bombas e ventiladores), da presso do fluido que

passa atravs do rotor.


3) Segundo a trajetria do fluido no rotor

Quanto a trajetria do fluido no rotor , as mquinas

classificam-se em:

1) Fluxo radiais ,

2) Fluxo axial,

3) diagonais ou de fluxo misto (ou ainda semi-axial)

4) Tangenciais.


2) Segundo a trajetria do fluido no rotor

a) Mquina de fluxo radial ou Centrfuga:

So aquelas em que a "partcula" lquida mantm-se

aproximadamente sobre um plano normal (perpendicular) ao eixo

da turbina durante a entrada no rotor, desviada em suas ps e

sai paralelamente ao eixo da mquina. Esta definio vlida

para mquinas motrizes, sendo que, em mquinas geradoras a

direo de deslocamento do fluido oposta, ou seja, o fluido

entra axialmente e sai radialmente.

Bombas centrifugas, ventiladores centrfugos e a turbina Francis

lenta.


b) Mquina de fluxo Axial:

So aquelas em que as "partculas" lquidas percorrem trajetrias

contidas em superfcies cilndricas de revoluo em torno do eixo

do rotor, ou seja, a partcula entra e sai do rotor paralelamente ao

seu eixo.

Bombas axiais, ventiladores axiais e as turbinas hidrulicas do

tipo Hlice e Kaplan.


c) Mquina de fluxo Diagonal, ou de fluxo Misto:

So aquelas mquinas onde a trajetria da "partcula" est em

um meio termo entre axial e radial.

As partculas de fluido percorrem o rotor numa trajetria situada

numa superfcie aproximadamente cnica.

Turbina Francis rpida e a turbina hidrulica Driaz.


d) Mquina de fluxo Tangencial:

So aquelas em que a gua lanada sob a forma de jato sobre

um nmero

limitado de ps do rotor ou seja o jato lquido proveniente do

injetor incide tangencialmente sobre o rotor .

Turbina Pelton.


Ventiladores e Compressores

Os ventiladores e compressores so mquinas muito

semelhantes j que trabalham com gases.

Ventiladores so utilizados para movimentar gases enquanto que

os compressores so utilizados para aumentar a presso dos

gases.

Os compressores causam uma variao significativa da massa

especfica do gs. Os ventiladores so utilizados para ventilao

residencial e industrial, sistemas de exausto e insuflamento de

ar e sistemas de climatizao. Os compressores so utilizados

para aplicaes de ar comprimido acionando equipamentos a

presso de ar como transporte pneumtico, acionadores de

mbolo.

Tambm so utilizados em equipamentos de jato de ar

como resfriadores ou aquecedores, jateamento de areia,

equipamentos e mquinas de percusso como martelos de ar

comprimido, ou tambm para acionamento de mquinas

ferramentas fixas e portteis como furadeiras, aparafusadeiras.

Os compressores e os ventiladores podem ser mquinas

dinmicas ou volumtricas. Entre as mquinas dinmicas podem

ter rotores centrfugos, axiais ou mistos. Os compressores

volumtricos podem ser de mbolo onde o movimento linear do

pisto produzido por um sistema biela-manivela. Tambm os

compressores podem ser rotativos como os de palhetas, lbulos

e de parafuso.

Ventiladores

Definio:

Ventiladores so mquinas utilizadas para movimentar

gases, transformando energia mecnica do rotor em energia

cintica do fluido. Sistema o local onde o ventilador esta

instalado, compreende todo o espao por onde o fluido escoa.

Tipos de Ventiladores:

Os ventiladores so divididos em Radiais e Axiais:

Ventiladores

-Ventilador Radial: O ventilador Centrfugo tambm conhecido

como Radial opera segundo o princpio da fora centrfuga. O ar

que fica entre as ps do rotor tende a centrifugar radialmente

como qualquer outro material sob rotao. So divididos em:

-Radial p curvada para Trs: Mais eficiente e de menor rudo

entre os Radiais.

-Radial p Reta: Menos eficiente, prprio para altas presses e

de mais baixo custo.

-Radial p para Frente: Tambm conhecido como sirocco, o

menor dos Radiais, eficincia menor que o de ps para trs,

opera em rotaes mais baixas.

-Ventilador Axial: Deslocam o ar paralelamente ao eixo por

impulso. Indicados para gerar grandes vazes com pequena

presso.


Figura : Ventiladores (a) centrfugo e (b) axial

a b

Compressores

O ar assim como todos os gases tm a propriedade

de ocupar todo o volume de qualquer recipiente porm para

sua utilizao deve obedecer determinadas condies como:

presso adequada e qualidade sem impurezas e

umidade.A presso adequada obtm-se atravs de

compressores e a qualidade atravs de purgadores,

secadores e filtros.

O

Compressores

Sarkis (2002), define compressores como mquinas

destinadas a aumentar a presso de um gs com a

finalidade de faz-lo fluir entre dois pontos quaisquer. A

elevao da presso pode chegar desde 1 atm at milhares

de atmosferas.

Compressores Segundo os princpios de trabalho podemos classificar os

compressores basicamente em 2 tipos:

1) Deslocamento Dinmico;

2) Deslocamento Positivo (Volumtrico).

Compressores

1) Deslocamento Dinmico (Turbo-Compressores) - A

elevao da presso obtida por meio de converso de

energia cintica em energia de presso, durante a

passagem do ar atravs do compressor. O ar admitido

colocado em contato com impulsores (rotor laminado)

dotados de alta velocidade. Este ar acelerado, atingindo

velocidades elevadas e conseqentemente os impulsores

transmitem energia cintica ao ar. Posteriormente, seu

escoamento retardado por meio de difusores, obrigando a

uma elevao na presso

1) Compressores Dinmicos

Esses compressores trabalham segundo um princpio de acelerao de massa e so adequados para o fornecimento de grandes vazes.

Os compressores Dinmicos so construidos em 2 verses:

a) Dinmico de fluxo radial (centrifugo)

b) Dinmico de fluxo Axial

Compressores

a) Nos compressores radiais o ar acelerado a partir do

centro de rotao, em direo periferia, ou seja,

admitido pela primeira hlice (rotor dotado de lminas

dispostas radialmente), axialmente, acelerado e expulso

radialmente, intensificando a presso em cada estgio.

Na operao real, o ar entra no impulsor de primeiro

estgio prximo ao eixo, jogado para fora, e deixa o

dimetro externo do impulsor em alta velocidade.

Compressor Radial

Este compressor composto por um rotor com ps inclinadas, como uma turbina.

A velocidade transformada em presso no rotor, no difusor radial e no de sada.

Compressor Radial

Os compressores centrfugos

multiestgio utilizam 2

ou mais rotores

montados no mesmo

eixo. Cada estgio

tem um difusor radial

e um canal de retorno

separando os rotores.

Compressor Radial

As principais aplicaes desses compressores esto na rea de processos

que necessitam de grande quantidade de

ar.

Compressores

a) Compressores Dinmico de Fluxo Radial

Vantagem - Este compressor empregado quando requer

grandes quantidades de volume de ar comprimido, de

baixa manuteno.

Desvantagem Comparando a eficincia com o de deslocamento positivo, este menor.

b) Compressor de Fluxo Axial

Esse tipo de compressor de grande capacidade e de alta rotao, com

caractersticas totalmente diferentes do radial.

Cada estgio consiste de duas fileiras de

lminas, uma rotativa e outra estacionria.

As lminas do rotor transmitem velocidade e presso ao ar, e a velocidade transformada

em presso nas lminas estacionrias.

b) Compressor Axial

Compressor Dinmico de fluxo Axial

O componente bsico deste tipo de compressor um elemento rotativo com aletas. Entre cada fileira de

aletas rotativas, esto presas camisa (carcaa) aletas

de deflexo estacionrias. O movimento geral do ar

paralelo ao eixo, o que explica o termo compressor de

fluxo axial, ou seja, o ar expelido pelas aletas ao longo do eixo do compressor, medida que se desloca

da entrada (suco) para a sada, h uma diminuio na

rea entre as aletas o que ocasiona o aumento de

presso.

Compressor Axial

Esse tipo de compressor de grande capacidade e de alta rotao, com

caractersticas totalmente diferentes do radial.

Cada estgio consiste de duas fileiras de

lminas, uma rotativa e outra estacionria.

As lminas do rotor transmitem velocidade e presso ao ar, e a velocidade transformada

em presso nas lminas estacionrias.

Compressor Axial

O compressor centrfugo axial empregado nas

indstrias que

necessitam de ar a baixa

presso e alta vazo,

como tneis de vento,

combusto, agitadores,

ventilao, resfriamento

de gases, petroqumicas.

Compressores

Os compressores Volumtricos so classificados em :

1) Alternativos:

1.1. Pisto.

1.1.1 Simples Efeito.

1.1.2 Duplo Efeito.

1.2. Diafragma

1.2.1 Alternativo de Membrana

2) Rotativos:

2.1. Parafuso

2.2. Palheta

2.3. Lbulo (roots)

Compressores

1) Deslocamento Positivo (Volumtrico)

O ar admitido em uma cmara isolada do meio

exterior, onde seu volume gradualmente diminudo,

atravs de um pisto, processando-se a compresso. Os

compressores de deslocamento positivo cedem a energia

ao gs sob forma de presso pela atuao de um rgo

mvel.

Compressores de deslocamento

positivo

A construo desses compressores est baseada na reduo de volume da massa gasosa. Isso

significa que o ar da atmosfera admitido em uma

cmara isolada do meio exterior, confinado em

cmara(s) fechada(s) (cmara de compresso)

onde um mbolo (pisto), por exemplo, comprime o

ar (processando-se a compresso) reduzindo o seu

volume, obtendo assim um aumento de presso.

Compressores de mbolo com

movimento linear

Este tipo de compressor apropriado no s para baixas e mdias presses, mas tambm para altas.

A faixa de presso de cerca de 100 kpa (1 bar) at milhares de kPa.

Compressores Alternativos

de Pisto Duplo Estgio

Para obter ar a presses elevadas, so necessrios compressores de vrios

estgios de compresso. O ar aspirado

ser comprimido pelo primeiro mbolo

(pisto), refrigerado intermediariamente,

para logo ser comprimido pelo segundo

mbolo (pisto).


movimento linear duplo estgio.

O volume da segunda cmara de compresso

menor em relao ao da

primeira. Durante o

trabalho de compresso

gerado calor, que tem

que ser eliminado pelo

sistema de refrigerao.

Compressores 1.1.1. Compressores Alternativos de Pisto Simples Efeito

Nesse compressor o pisto com movimento descendente aspira o ar por meio da vlvula de admisso, preenchendo o

cilindro, este ar com o movimento de subida do pisto e

comprimido e descarregado para o sistema. Para projetos

que requer maior presso so necessrios compressores

com maior nmero de estgios.

Compressores Alternativos de pisto (efeito simples e

dois estgios).

Compressores 1.1.2 Compressores Alternativos de Pisto Duplo Efeito Esse tipo de compressor,o mbolo efetua o movimento

descendente e o ar admitido na cmara superior, enquanto

que o ar contido na cmara inferior comprimido e expelido.

Procedendo-se o movimento oposto, a cmara que havia

efetuado a admisso do ar realiza a sua compresso e a que

havia comprimido efetua a admisso.

Compressor Alternativo de Pisto de Duplo Efeito.


movimento linear

Os compressores de mbolo com movimento linear podem tambm ser de duplo efeito, realizando trabalho no avano e no retorno. Para isso possuem duas cmaras de compresso, uma em cada lado do mbolo.

Compressores

1.1.2 Compressores Alternativos de Pisto Duplo Efeito:

Vantagem- Pode alcanar altas presses de trabalho,

requer mnima manuteno.

Desvantagem Possui pequena capacidade em termos de vazo de gs.


movimento linear de membrana

Em alguns casos existe a necessidade de ar

comprimido de melhor

qualidade, isento de

resduos de leo.

Neste caso necessrio que haja uma separao

entre a cmara de

suco / compresso e o

mbolo

Compressores

1.2 Compressor Alternativo de Membrana (diafragma)

Vantagens no h contato entre o ar produzido e as partes mecnicas do compressor.

Desvantagem Produz uma capacidade moderada em termos de vazo.

Compressores

2.2 Compressor Rotativo de Palheta Deslizantes

O compressor rotativo, de um eixo que opera conforme o

princpio de deslocamento positivo, em um compartimento

cilndrico, com aberturas de entrada e sada, elemento

rotativo, com suas lminas deslizantes, descentralizado

com relao ao invlucro ou estojo. Quando o ar entra,

fica preso entre as lminas (que se apiam no interior do

invlucro), sendo levado ento para o orifcio de descarga.

Compressor rotativo de palhetas

deslizantes

O compressor de palhetas consiste de um rotor dotado de ranhuras girando em uma carcaa

excntrica. As palhetas ou lminas inseridas nas

ranhuras podem deslizar livremente.

A fora centrfuga mantm as palhetas comprimidas contra a superfcie interna da

carcaa excntrica, resultando num selo entre

os compartimentos formados pelas palhetas.

Tambm as extremidades do rotor so seladas.

Compressores

2.2 Compressores Rotativos de Palheta

Vantagem - Sua construo em bem econmica em

espao, possui fornecimento de ar continuo, livre de

pulsao devido ao funcionamento continuo e equilibrado.

Sua lubrificao feita por injeo de leo.

Desvantagem H perdas de compresso com o desgaste das laminas deslizantes (palhetas).

Compressor de mbolo rotativo

de palhetas deslizantes

A locao excntrica do rotor em relao carcaa forma um espao de folga de seo transversal crescente.

medida que o rotor gira, o ar entra atravs das aberturas nos compartimentos, formados pelas palhetas, sendo ento aprisionado e seu volume gradativamente reduzido at ser descarregado do lado oposto.

Compressores

Neste compressor, se estreitam (diminuem) os

compartimentos, medida que as palhetas vo passando,

comprimindo ento o ar nos mesmos. Quando em rotao,

as palhetas so, pela fora centrfuga, foradas contra a

parede. Devido excentricidade onde gira o rotor, h um

aumento de rea na suco e uma diminuio na presso.

Compressor palheta

.

Compressor de mbolo rotativo

de palhetas deslizantes

Compressores

2.1 Compressores Rotativos de Parafuso.

Os compressores de parafusos so compressores

rotativos com dois eixos helicoidais em sentidos opostos.

Um dos rotores possui lbulos convexos, o outro uma

depresso cncava e so denominados, respectivamente,

rotor macho e rotor fmea. Eles operam conforme o

princpio do deslocamento e deslocam continuamente.

Os compressores de parafusos so construdos para

operar a seco para ar comprimido isento de leo, ou no

caso normal com injeo de leo para lubrificao,

vedao e resfriamento.

Compressores De acordo com o tipo de acesso ao seu interior, os

compressores podem ser classificados em hermticos,

semi-hermticos ou abertos. A categoria dos compressores

de parafuso pode tambm ser sub-dividida em

compressores de parafuso duplo e simples. Os

compressores de parafuso podem tambm ser classificados

de acordo com o nmero de estgios de compresso, com

um ou dois estgios de compresso (sistemas compound).

Compressor de parafusos

Compressor rotativo de parafuso

Este compressor composto de dois parafusos entrelaados que giram em eixos paralelos dentro de uma carcaa com folgas bastante reduzidas.

Os parafusos geralmente tm uma configurao complementar, tipo macho-fmea. O rotor macho possui lbulos convexos que correspondem aos pistes.

Tendo uma seo transversal em forma de arco circular, estes lbulos formam hlices ao longo do comprimento do rotor como as cristas de uma rosca.


Ao girar, os rotores produzem um ciclo de

trs fases. Na primeira

fase, suco, os espaos

do cilindro passam pela abertura de entrada

numa das extremidades

da carcaa e so

enchidos com ar

atmosfrico


Quando o espao entre lbulos est completamente cheio, a rotao dos cilindros faz com que o espao passe alm da abertura de entrada, aprisionando o ar entre o rotor e a carcaa.

Ao continuar a rotao, os cilindros realizam a fase de compresso. Aqui os lbulos helicoidais machos ou pistes giram para dentro dos sulcos do rotor fmea ou cilindros.

O ponto de entrelaamento move-se ao longo do comprimento do rotor, reduzindo progressivamente o volume do ar e conseqentemente aumentando a presso.

A fase final de descarga ocorre quando o espao entre lbulo cheio de ar comprimido chega ao prtico de sada.

Compressores

2.1 Compressores Rotativos de Parafuso

Vantagem - Opera com deslocamento continuo, no

ocorre golpes e oscilao de presso, no apresenta

vlvula de entrada e sada e opera com temperatura

interna relativamente baixa, requerendo baixa

manuteno, permite alta rotao.

Desvantagem O consumo de potencia mais alto que os compressores de pisto.

Compressores

2.3 Compressores Rotativos de Lbulos Roots

Neste compressor, o ar transportado de um lado para o

outro sem alterao de volume. A compresso do ar

efetua-se pelos cantos de duas clulas rotativas, cujo ar

forado a passar para o outro lado do compressor, que

eventualmente estar sendo enviado para uma cmara

fechada a receber a presso.

Atravs de um acionamento sincronizado das clulas,

pode-se obter uma operao sem contato entre as clulas

rotativas e a carcaa do compressor, no sendo

necessria uma lubrificao no seu interior, apenas no

rolamento do eixo rotativo das clulas.

Compressores


Os dois lbulos so montados em eixos paralelos, e

giram em sentido oposto. O ar puxado para os espaos

entre os lbulos e o invlucro, e levado do orifcio de

entrada para o de sada. Engrenagens reguladoras,

localizadas em um dos extremos de cada eixo paralelo,

mantm a relao adequada entre os lbulos.

Compressor roots

Compressores


Vantagem - Este tipo de compressor capaz de enviar

enorme carga, (volume de ar), para ambientes de grande

necessidade de vazo de ar, rendimento mecnico

elevado.

No entanto a principal vantagem destes compressores a

sua grande robustez, o que permite que rodem anos sem

qualquer reviso.

Desvantagem Tem baixa capacidade de compresso, apresentam um rendimento volumtrico muito baixo.

Compressores Compressores Rotativos - Resumo

Vantagens:

- O movimento de rotao;

-A velocidade de rotao alta, o que permite acoplamento

direto e dimenses reduzidas;

-A fundao pode ser pequena;

-O rendimento volumtrico alto e independente da relao

de presso do compressor;

- A ausncia de vlvulas, a no ser a da reteno de carga;

- O arrefecimento pode ser feito durante a compresso por

meio de leo;

- O funcionamento silencioso.

Compressores

Desvantagens:

- A lubrificao tem que ser eficiente;

- A contaminao do gs com leo lubrificante, o que exige

um separador de leo na instalao;

- Desgaste aprecivel por atrito entre os rotores e a carcaa;

- Fugas internas de gs.

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Máquinas de Fluxo