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MÁQUINAS HIDRÁULICAS PROF.: KAIO DUTRA AULA 13 – COMPRESSORES P2

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MÁQUINAS HIDRÁULICAS

PROF.: KAIO DUTRA

AULA 13 – COMPRESSORES P2

Compressores◦Amplitude de aplicação de compressores:◦ Pistão: possuem uma grande área de aplicação,

podendo apresentar grande pressões de descarga emoderadas vazões;

◦ Parafusos: Pressões e vazões moderadas;

◦ Palhetas: Baixas pressões e vazões moderadas;

◦ Lóbulos: Baixíssimas pressões e moderadas vazões;

◦ Centrífugos: Elevada pressões e vazões;

◦ Axiais: Elevadas vazões e pressões moderadas.

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Compressores◦ Consumo específico:◦ Trata-se da potência necessária por unidade de

vazão admitida no compressor;

◦ O consumo específico é um fator importante paraa escolha de um compressor, valores em torno de7 cv/m³/min são considerados adequados parauma boa escolha do compressor. Valores abaixodeste patamar são obtidos em compressões demeio e grande porte;

◦ Normalmente compressores resfriados a arpossuem consumo específico 3 a 5% superior aodos resfriados a água.

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Compressores◦Descarga Livre Efetiva (DLE - 𝑄𝐷𝐿𝐸):◦ Trata-se da quantidade de ar livre descarregada por

um compressor.

◦Descarga Livre Padrão (DLP - 𝑄𝐷𝐿𝑃):◦ Trata-se da quantidade de ar livre descarregada por

um compressor, corrigida para as condições naadmissão;

◦ Para transformar a DLP em DLE basta dividirpera razão de compressão (R) do equipamento.

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𝑸𝑫𝑳𝑬 =𝑸𝑫𝑳𝑷

𝑹

𝑅 =𝑃𝑑𝑃𝑎

Onde:Pd – Pressão de descargaPa – Pressão de admissão

Exemplo 1◦Calcule a descarga de ar correspondente a 5m³ de DLP.Sabendo que o compressor descarrega a uma pressão de7atm manométricos.

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Linhas de ar Comprimido◦ Previsão de consumo de ar comprimido:◦ Para determinar o consumo de ar é necessário

conhecer os equipamentos consumidores de ar dainstalação, cada equipamento demanda de umaquantidade específica de ar, estes valores podemser encontrados nos catálogos de fabricantes.

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Linhas de ar Comprimido◦ Previsão de consumo de ar comprimido:◦ No caso de cilindro pneumáticos pode-se calcular

o consumo de ar pelas fórmulas:

◦ Cilindro de ação simples:

◦ Cilindro de dupla ação:

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Linhas de ar Comprimido◦ Previsão de consumo de ar comprimido:◦ No cálculo do consumo de ar dos equipamento é

necessário determinar o fator de utilização domesmo, pois há equipamentos que operaminiterruptamente, outros que operamintermitentemente ou esporadicamente.

◦ O fator de utilização pode variar conforme aatividade do estabelecimento, mas existem algunsvalores de referência.

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Linhas de ar Comprimido◦Diâmetro das Tubulações:◦ Existem vários métodos para determinação do diâmetros de tubulações de ar

comprimido, basicamente todos dependem da vazão de operação na linha e levamem consideração a perda de carga, segue alguns métodos:

◦ Método das velocidades;

◦ Tabela de perda de carga;

◦ Nomograma de cálculo;

◦ Ábaco da Atlas Copco;

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Linhas de ar Comprimido◦Diâmetro das Tubulações: Método

das velocidades.◦ Neste método utiliza a avaliação da

velocidade na tubulação seguindo osseguintes parâmetros:

◦ Tubulações principais: 6 a 8 m/s;

◦ Tubulações secundárias: 8 a 10 m/s.

◦ Perdas de carga:

◦ V=8m/s – 1,5 %;

◦ V=15m/s – 6%.

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Os valores no corpo da tabela representam a DLE na linha em m³/min, com ele e a velocidade escolhida é possível determinar o diâmetro da tubulação

Linhas de ar Comprimido◦Diâmetro das Tubulações: Tabela de perda

de carga.◦ Este método consiste na escolha do diâmetro da

tubulação pela perda de carga associada.

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Linhas de ar Comprimido

◦Diâmetro das Tubulações:Nomograma de cálculo.◦ Para utilizar o namograma é

necessário entrar com o comprimentoda tubulação e a vazão para encontrarum ponto no Eixo 1, com isso bastaconhecer a pressão de operação dalinha para encontrar o diâmetro datubulação.

◦ Com o namograma também é possíveldeterminar a perda de carga,utilizando o Eixo 2.

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Linhas de ar Comprimido

◦Diâmetro das Tubulações: Ábacoda Atlas Copco.◦ No ábaco desenvolvido pela Atlas

Copco é possível determinar odiâmetro da tubulação juntamentecom a perda de carga associada.Primeiramente deve-se entrar com avazão e a pressão na linha eposteriormente com o comprimentoda linha. O diâmetro é encontrandoavaliando a perda sua perda de carga.

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Linhas de ar Comprimido◦ Calculando a perda de carga:◦ É possível calcular a perada de carga para linhas de

ar comprimido utilizando os métodos dedeterminação de diâmetro, porém é importanteressaltar que o comprimento da tubulação deve serajustado para o comprimento virtual (comprimentoreal + comprimento equivalente das perdas de cargalocalizadas). Existem várias tabelas para conversãodas perdas de carga localizadas, segue uma delas:

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Linhas de ar Comprimido◦ Calculando a perda de carga:◦ Utilizando o comprimento virtual também é possível

calcular a perda de carga com a seguinte formula daAtlas Copco:

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Onde:𝑞𝑐= vazão DLE (m³/min);𝑙= Comprimento virtual da tubulação (m);𝑑=Diâmetro (mm);𝑝=Pressão absoluta (Bar).

Linhas de ar Comprimido◦Reservatório de ar comprimido:◦ Possui a função de armazenar o ar para evitar a

operação contínua do compressor, no caso decompressores com vazão pulsante, este normaliza avazão para consumo na rede.

◦ No reservatório o ar também é resfriado e seco,evitando excesso de umidade na linha de ar.

◦ Todos os reservatórios devem contem válvula dealívio e purgadores de água.

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Linhas de ar Comprimido◦ Reservatório de ar comprimido:◦ Calculo da capacidade do reservatório, recomendação de

fabricantes:

◦ Para compressores de pistão:

◦ Volume do reservatório = 20% da vazão total do sistema medidaem m³/min.

◦ Para compressores rotativos:

◦ Volume do reservatório = 10% da vazão total do sistema medidaem m³/min.

◦ Os valores acima servem somente como referência, muitosfabricantes utilizam 30% da vazão, mas nada impede de usarum reservatório maior ou menor a depender do consumo daunidade.

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Linhas de ar Comprimido◦ Reservatório de ar comprimido:◦ Existem outras recomendações para o cálculo de reservatório,

segue:

◦ Reservatório para quase unicamente tranquilizar o arfornecido de modo intermitente pelo compressor:

◦ Instalações importantes:

◦ Compressores rotativos:

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Exemplo 1◦Determine o diâmetro a perda de carga e a capacidade doreservatório de um compressão alternativo operando a umavazão aspirada de 0,1 m³/s, pressão de operação de 6bar eum comprimento virtual de 120 metros. Compare osmétodos da velocidade, tabela de perda de carga,namograma e o gráfico da Atlas Copco.

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