Compressores

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FUNDAÇÃO CENTRO DE ANÁLISE, PESQUISA E INOVAÇÃO TECNOLÓGICA
INSTITUTO DE ENSINO SUPERIOR FUCAPI
COORDENAÇÃO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
CKEWSYON KEWVER D. Q. DE SOUZA
KEROLAINE RIBEIRO DO S. PRADO
THIAGO ALVES DA SILVA
TIAGO DE LUCAS ARAÚJO DE JESUS
TIPOS DE COMPRESSORES
Manaus, 28 de Março de 2019
COMPRESSORES ALTERNATIVOS
	São aqueles nos quais o gás é movimentado pelo movimento linear de um pistão em um espaço confinado, cilindro ou não. É um compressor fundamental na indústria de refrigeração, fabricado com uma capacidade de refrigeração que varia desde uma fração até centenas de quilowatts. Os compressores modernos são de aço simples, podendo ser monocilíndricos ou multicilíndricos. Nestes compressores multicilíndricos, os cilíndricos podem ser em V, W, radialmente ou em linha.
· Funcionamento
	Durante o tempo de aspiração do êmbolo, o gás refrigerante é aspirado pela válvula de aspiração, que pode ser localizado no próprio êmbolo ou no cabeçote. Durante o tempo de compressão, o êmbolo comprime o refrigerante e posteriormente, o empurra para fora através da válvula de descarga localizada normalmente no cabeçote do cilindro.
· Compressores herméticos
O compressor hermético é um conjunto de compressor a pistão montado sobre molas no interior de um revestimento de metal e, depois, fechado com solda. Os compressores herméticos possuem motor elétrico acoplado e barrado, o que torna impossível sua manutenção. Neste tipo de compressor, o vapor de sucção entra no recipiente revestido, esfria o motor ao passar por ele e depois é atraído para o interior do cilindro. O resfriamento do motor do compressor advém inteiramente do vapor de sucção.
· Compressores semi-herméticos
É também chamado de hermético utilizável, de ferro fundido ou compressor parafusado. Possui motor elétrico acoplado e nesse caso, é possível manutenção apesar da construção robusta.
Existem dois tipos de compressores semi-herméticos: refrigerador de ar e refrigerador de sucção. Um refrigerador de sucção é similar ao compressor hermético. O vapor de sucção entra no compressor perto do motor e resfria o compressor antes de entrar no cilindro.
No compressor refrigerado a ar, a válvula de sucção é montada perto da placa de válvula e cilindro. O vapor de sucção segue diretamente para o interior do cilindro sem resfriar o motor do compressor.
O resfriamento do motor é feito por ar soprado no corpo do compressor, normalmente iniciando-se no ventilador do condensador. Em unidades de condensação resfriadas a água, a tubulação de água encontra-se envolvida ao redor do corpo do compressor para resfriamento do motor.
COMPRESSORES PARAFUSOS
	Desenvolvido na década de 30, o compressor parafuso tornou-se popular nas aplicações de refrigeração primeiramente na Europa. Em modelos mais obsoletos, os rotores eram engrenados sem lubrificação, diferente do que ocorre atualmente onde o rotor fêmea é acionado pelo macho, e o óleo é adicionado ao sistema com os objetivos de lubrificação e vedação.
Figura 1. Corte transversal dos rotores de um compressor parafuso
	O princípio de funcionamento do compressor parafuso, ocorre por meio de fases. Na primeira, o ar aspirado da atmosfera passa através de um filtro de ar para a unidade de compressão (parafuso). Em sequência, o elemento parafuso, comprime o ar, reduzindo o espaço livre entre cada lâmina (divididas entre macho e fêmea). É a partir daí, que se injeta na câmara de compressão uma certa quantidade de óleo, que tem como função o arrefecimento e lubrificação do elemento. O resultado é um ar comprimido com injeção de óleo aquecido.
	Na fase 03, o ar comprimido injetado com óleo aquecido, passa através da válvula de retenção para o separador de óleo. Durante a fase 04, é nesse separador que a maior parte do óleo injetado na câmara de compressão é separado do ar comprimido. O restante de óleo é recolhido, para então ser reutilizado.
	Quando a pressão no separador de óleo está igualada à pressão comprimida, a válvula de retenção se abre e a mínima pressão permite que o ar comprimido quente flua para o pós-arrefecedor. É esta a fase 05. 
	Já na fase 06, o ar resfriado no pós-arrefecedor, está livre para uso, dependendo da aplicação que será dada a ele.
	É importante destacar que as válvulas de retenção dos compressores parafuso, podem ser moduladas em até 10% da capacidade máxima, o que gera inevitavelmente uma perda de eficiência.Figura 2. Vista explodida dos componentes principais de um compressor parafuso
COMPRESSOR DE PALHETA
O compressor de palheta é um equipamento de deslocamento positivo e é subdividido em 2: compressor de palheta simples e compressor de múltiplas palhetas.
Compressor de palheta simples: é formado por 2 entradas, uma de sucção e a outra de descarga, por uma palheta, por uma mola, por um eixo rotor e por um anel.
	O Compressor de Palheta múltipla é formado por 2 entradas, uma de sucção e a outra de descarga, várias palhetas, tambor ou rotor central composto com rasgos radiais em todo o seu comprimento, onde são colocados 2 ou mais palhetas de forma retangular, sendo que no compressor de 2 palhetas, as mesmas são colocadas em série no interior de um só rasgo passante e divididas por uma mola, que comprimindo as palhetas contra a carcaça faz a compressão do ar da atmosfera.
	Quanto ao funcionamento, o compressor de palheta utiliza a força centrifuga para comprimir os gases, o motor ligado ao tambor gera uma força de rotação, fazendo com que o tambor gire e que as palhetas se desloquem radialmente sob a ação da força centrifuga, o gás penetra pela abertura de sucção e ocupa os espaços entre as palhetas, os espaços na região de sucção aumenta na região de sucção e reduz na região de descarga, o que faz com que o gás seja comprimido progressivamente.
	Compressores de palheta rotativa são geralmente ligados a versatilidades por ter vários usos, e são caracterizados por possuir confiabilidade, potência e bom preço x qualidade.
	O acionamento de um Compressor de Palheta pode ocorrer através de motor elétrico ou por motor de combustão interna, dependendo da necessidade do utilizador, os motores elétricos para Compressor de Palheta possuem grande uso na indústria e são ideais com potencias baixas de 5 HP a potências altas de até 750 HP. Já o Compressor de Palheta acionado por motor de combustão é indicado para locais com ausência de eletricidade.
	Pode-se observar que por mais que os mecanismos entre os diversos tipos de compressores sejam tão diferentes, eles possuem a mesma função: comprimir gases, logo o uso de cada tipo de compressor pode se adequar a cada situação de forma bastante especifica, atendendo assim a necessidade do utilizador.
COMPRESSORES CENTRÍFUGOS
Os compressores centrífugos, também chamados de radiais, configuram-se entre os compressores dinâmicos. Quando se quer alcançar pressões muito altas, um único rotor (estágio), não basta, sendo necessários estágios múltiplos. Neste caso, existem vários rotores em série, um descarregando na sucção do outro, o que permite atingir pressões mais altas.
Uma característica dos compressores dinâmicos é que pequena mudança na pressão de descarga resulta em uma grande mudança na vazão.
A grande vantagem de um compressor centrífugo é sua construção simples. Não há válvulas, engrenagens nem pistões e as cargas são constantes tanto em magnitude quanto na direção. A única parte móvel é o rotor (ou rotores) e o eixo na qual está fixado.
A capacidade de um compressor dinâmicos tem dois limites, um superior e outro inferior.
Figura 3. Compressor centrífugo.
 No limite superior, a velocidade do gás equivale à velocidade do som nesse mesmo gás. No limite inferior, a pressão na descarga chega a um valor tão alto que o gás que sai não consegue supera-la e regressa para dentro do compressor. Estabelece-se assim uma situação pulsante, chamada em inglês de surge, que é extremamente instável e perigosa para a máquina e que deve ser evitada.
Para este tipo de compressor a faixa de utilização está compreendida entre:
Pressãode descarga máxima – 100 a 700 bar
Razão de compressão por estágio – 3 a 4,5
Vazão de sucção – 3,3 a 330 Mm3/h
Os compressores centrífugos são constituídos por componentes estacionários e centrífugos. O grupo rotativo é constituído pelos impelidores, eixo, pistão de balanceamento e anel de escora.
O grupo estacionário é constituído pela carcaça, bocais de sucção e descarga, e diafragma sendo neste composto de condutos como o difusor, curva de retorno e canal de retorno.
Figura 4. Componentes do compressor
 
· Princípio de funcionamento
Compressores centrífugos, possuem um impelidor ou uma série de impelidores montado em um eixo e dotado de palhetas que se dispõem na direção do raio do impelidor, geralmente encurvadas no sentido inverso ao da rotação do eixo.
Sob o efeito da rotação, forma-se uma corrente de gás que é aspirado pela parte central do impelidor e projetado para a periferia, na direção do raio, pela ação da força centrífuga, alcançando os difusores.
Os difusores são um conjunto de condutos estacionários, que envolvem o rotor e conduzem o gás em uma trajetória radial e espiral para a periferia.
Dessa maneira a área de passagem é aumentada gradativamente, pois o escoamento é de dentro para fora, fazendo com que o gás ao o atravessar sofra uma desaceleração, de que resulta em aumento de pressão (efeito difusor).
O efeito dos difusores é oposto ao dos bocais e orifícios como os dos medidores de fluxo, que provocam uma queda de pressão do gás ao passar pela restrição, em virtude do aumento da velocidade de fluxo.
· Aplicações de um compressor centrífugo
Existem muitas aplicações possíveis para o compressor centrífugo no mercado industrial. Em geral, esses equipamentos podem ser utilizados em processos de produção como dosador, levantamento de chapas, fixador de peças e para jato de areia. 
O compressor é muito útil na indústria gráfica, indústria alimentícia, hospitalar, indústria têxtil, pecuária, agricultura, indústria química, piscicultura, entre outros setores. Seu uso também é muito comum no tratamento de efluentes, limpeza industrial, tratamento de superfícies e transporte pneumático por pressão.
· Vantagens de adquirir um compressor centrífugo
Há inúmeras vantagens em adquirir compressor centrífugo de fornecedores especializados. Os compressores radiais são equipamentos conhecidos pela sua altíssima capacidade de pressão, e mesmo com design compacto são máquinas muito robustas em seu funcionamento. 
A fabricação em alumínio confere mais leveza ao equipamento, além de aumentar sua vida útil devido à resistência do material. Em geral, os compressores centrífugos também são consideravelmente silenciosos e requerem pouca manutenção para manter seu desempenho em operação constante. Além disso, seu custo-benefício é excelente, especialmente pela durabilidade.
ANÁLISE DOS COMPRESSORES NO LABORATÓRIO
Na atividade laboratorial, notou-se a presença de dois tipos de compressores:
Herméticos:
Bebedouros e geladeiras.
As características notadas nos compressores de ambos os equipamentos, foram:
· Compressor selado;
· Carcaça de aço soldada.
Portanto, conferem com a definição de sistema fechado de um compressor hermético.
Figura 5. Sistema motor-compressor de geladeira
Semi-herméticos:
Ar-condicionado Split
As características notadas nos compressores de condicionadores de ar, foram:
Sistemas de menor complexidade que os anteriores, com possibilidade de abertura para manutenção, inclusive troca de óleo.
Figura 6. Unidade condensadora de ar condicionado
Figura 7. Visualização interna