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Aula 15
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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
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
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?
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Compressores Alternativos
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.
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Compressores Alternativos
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
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Compressores Alternativos
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.
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Compressores Alternativos
Eficiência Volumétrica - Relação de Compressão:
Pre
sión
pExpansión p,V-
DiagramCompressãoP
resi
ón p
Expansión p,V-Diagram
Descarga
Pre
sión
pExpansión p,V-
DiagramP
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ão pExpansão Diagrama
P-V
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Sucção
Volume V
Compressores Alternativos
Eficiência Volumétrica - Relação de Compressão:
Pre
ssão
, P
Descarga
Exp
ansã
o
Pressãodescarga
Pressãosucção
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Volume, V
Sucçãosucção
Compressores Alternativos
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%).
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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);
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� Alívio das válvulas de sucção (degraus).
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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;
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consumo de potência;� Pouco utilizado na industria.
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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%
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20%
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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.
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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.
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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.
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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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