MF Aula 15 - Compressores Alternativos

Curso: Engenharia MecânicaCurso: Engenharia MecânicaDisciplina: Máquinas de Fluxo

Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo

Curso: Engenharia MecânicaCurso: Engenharia MecânicaDisciplina: Máquinas de Fluxo

AULA 15

Compressores Alternativos


REVISÃO AULA ANTERIOR

Compressores: Classificação e tipos

� Quais as principais classificações dos compressores?

� Quais os principais tipos de compressores?

� Quais as principais diferenças entre compressores alternativos e centrífugos?



Principais Características

� São máquinas que transferem a energia por redução sucessiva do volume ocupadopelo gás;

� Estes equipamentos permitem elevar a pressão a valores elevados, porém com� Estes equipamentos permitem elevar a pressão a valores elevados, porém combaixas vazões.



Eficiência Volumétrica

A eficiência volumétrica nestes equipamentos está relacionada com a capacidade docompressor de remover de dentro do cilindro todo o gás aspirado no processo decompressão. Alguns fatores influenciam diretamente nesta eficiência, a exemplo:compressão. Alguns fatores influenciam diretamente nesta eficiência, a exemplo:

� Espaço morto

� Relação de compressão

� Volume deslocado



Eficiência Volumétrica - Espaço Morto:

� Todo compressor possui um espaço morto (nocivo), que mecanicamente é impossível deser eliminado.

� Este espaço tem relação direta com o rendimento volumétrico, já que o gás que se aloja� Este espaço tem relação direta com o rendimento volumétrico, já que o gás que se alojaneste volume não é retirado do cilindro.



Eficiência Volumétrica - Relação de Compressão:

Pre

sión

pExpansión p,V-

DiagramCompressãoP

resi

ón p

Expansión p,V-Diagram

Descarga

Pre

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pExpansión p,V-

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ão pExpansão Diagrama

P-V


Sucção

Volume V


Eficiência Volumétrica - Relação de Compressão:

Pre

ssão

, P

Descarga

Exp

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o

Pressãodescarga

Pressãosucção


Volume, V

Sucçãosucção


Eficiência Volumétrica - Volume Deslocado:

� Depende da construção mecânica do equipamento, sendo este objeto de demonstraçãoda qualidade do projeto.

� A relação entre o espaço morto e o volume deslocado tem influência direta na eficiênciavolumétrica do compressor:

� Grandes Equipamentos (3%);

� Equipamentos de utilização normal (6% a 10%);

� Equipamentos de baixa qualidade de projeto (12%).



Controle de Capacidade

� É a atuação realizada no compressor visando a manutenção de uma variável de processonum valor constante.

� São empregadas duas formas de controle, sendo a primeira contínua e a segunda em� São empregadas duas formas de controle, sendo a primeira contínua e a segunda emdegraus.

� Os métodos empregados nos compressores alternativos são os seguintes:

� Partida e Parada do acionador (degraus);

� Recirculação (contínuo);

� Variação da rotação (contínuo);

� Estrangulamento da sucção (contínuo);


� Alívio das válvulas de sucção (degraus).


Controle de Capacidade - Partida e Parada do acionador (degraus):

� Este método estabelece um faixa de variação admissível de operação da pressão dedescarga do compressor.

� O sistema liga o acionador quando a pressão for inferior ao limite mínimo e desliga� O sistema liga o acionador quando a pressão for inferior ao limite mínimo e desligaquando atingir o limite máximo. Características do método:

� Empregado em sistemas com demandas Intermitente ou baixa;� Variação ampla da pressão;� Para manutenção da pressão do sistema as partidas e paradas se tornam proibitivas;� O acionador deve necessitar de poucos preparativos na partida;� Necessita de reservatórios para minimizar as características anteriores;� Necessita de sistema de alívio na partida para minimizar os esforços mecânicos e

consumo de potência;


consumo de potência;� Pouco utilizado na industria.


Controle de Capacidade - Recirculação (contínuo):

� Este método desvia parte da vazão, já comprimida pelo compressor, para a sucção damáquina passando por um sistema de resfriamento. Características do método:

� O equipamento continua comprimindo a mesma quantidade de fluido, consumindoportanto a mesma potência;

� A vazão desviada para sucção não realiza trabalho e não é entregue ao processo,sendo portanto um processo anti-econômico;

� É possível fazer variações contínuas de 0 a 100% da vazão do compressor.

100%

80%


20%


Controle de Capacidade - Variação da Rotação (contínuo):

� Este método varia a rotação do acionador com impacto na vazão do compressor, já queestas possuem relação de interdependência entre si. Características do método:

� O equipamento opera com vazões menores, consumindo portanto menos potência;� Eleva o torque requerido nos momentos de aceleração (aumento da velocidade) em

simultaneidade com a compressão dos gases.



Controle de Capacidade - Estrangulamento da sucção (contínuo):

� Este método consiste na introdução de uma perda de carga na sucção da máquinaprovocando uma redução do rendimento volumétrico. Características do método:

� Aumento da relação de compressão com impacto negativo no consumo de potência;� Aumento da temperatura da descarga devido ao aumento da relação de compressão;� Aumento dos esforços mecânicos devido ao aumento da relação de compressão;� Utilizada em conjunto com outros sistemas, visando a redução dos impactos do

aumento da relação de compressão.



Controle de Capacidade - Alívio nas válvulas da sucção (degraus/contínuo):

� Este método consiste na abertura das válvulas de sucção permitindo que parte ou total dogás admitido no cilindro retorne para a sucção. Características do método:

� Método largamente empregado na indústria devido a simplicidade de implantação e aeficiência no controle;

� Redução do consumo de potência devido a redução do volume comprimido;� Mantêm inalteradas as condições de sucção e descarga do processo, impactando

apenas na vazão.


Referências Bibliográficas

� De FALCO, R., MATTOS E. E, "Bombas industriais", Editora Mcklausen, 1992.

� MACACINTYRE, A. J., "Máquinas Motrizes Hidráulicas", Editora Guanabara Dois, 1983.

� LIMA, EPAMINONDAS PIO C. “Mecânica das Bombas”, 2ª ed, Rio de Janeiro: Editora� LIMA, EPAMINONDAS PIO C. “Mecânica das Bombas”, 2ª ed, Rio de Janeiro: Editora

Interciencia, Petrobrás, 2003.

� SILVA, JAIRO TORRES DA “Bombas Centrífugas Passo a Passo: Manual prático de

manutenção e operação” , 1ª ed, Salvador: Turbotech Engenharia Ltda, 1999.


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