MF Aula 15 - Compressores Alternativos

Prévia do material em texto

Curso: Engenharia MecânicaCurso: Engenharia Mecânica
Disciplina: Máquinas de Fluxo
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Curso: Engenharia MecânicaCurso: Engenharia Mecânica
Disciplina: 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?
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Compressores Alternativos
Principais Características
� São máquinas que transferem a energia por redução sucessiva do volume ocupado
pelo gás;
� Estes equipamentos permitem elevar a pressão a valores elevados, porém com� Estes equipamentos permitem elevar a pressão a valores elevados, porém com
baixas vazões.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Compressores Alternativos
Eficiência Volumétrica
A eficiência volumétrica nestes equipamentos está relacionada com a capacidade do
compressor de remover de dentro do cilindro todo o gás aspirado no processo de
compressão. Alguns fatores influenciam diretamente nesta eficiência, a exemplo:compressão. Alguns fatores influenciam diretamente nesta eficiência, a exemplo:
� Espaço morto
� Relação de compressão
� Volume deslocado
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Compressores Alternativos
Eficiência Volumétrica - Espaço Morto:
� Todo compressor possui um espaço morto (nocivo), que mecanicamente é impossível de
ser 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 aloja
neste volume não é retirado do cilindro.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Compressores Alternativos
Eficiência Volumétrica - Relação de Compressão:
P
r
e
s
i
ó
n
 
p
Expansión p,V-
Diagram Compressão
P
r
e
s
i
ó
n
 
p
Expansión p,V-
Diagram
Descarga
P
r
e
s
i
ó
n
 
p
Expansión p,V-
Diagram
P
r
e
s
s
ã
o
 
pExpansão Diagrama
P-V
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Sucção
Volume V
Compressores Alternativos
Eficiência Volumétrica - Relação de Compressão:
P
r
e
s
s
ã
o
,
 
P
Descarga
E
x
p
a
n
s
ã
o
Pressão
descarga
Pressão
sucção
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Volume, V
Sucçãosucção
Compressores Alternativos
Eficiência Volumétrica - Volume Deslocado:
� Depende da construção mecânica do equipamento, sendo este objeto de demonstração
da qualidade do projeto.
� A relação entre o espaço morto e o volume deslocado tem influência direta na eficiência
volumétrica do compressor:
� Grandes Equipamentos (3%);
� Equipamentos de utilização normal (6% a 10%);
� Equipamentos de baixa qualidade de projeto (12%).
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Compressores Alternativos
Controle de Capacidade
� É a atuação realizada no compressor visando a manutenção de uma variável de processo
num 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 em
degraus.
� 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);
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
� Alívio das válvulas de sucção (degraus).
Compressores Alternativos
Controle de Capacidade - Partida e Parada do acionador (degraus):
� Este método estabelece um faixa de variação admissível de operação da pressão de
descarga 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 desliga
quando 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;
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
consumo de potência;
� Pouco utilizado na industria.
Compressores Alternativos
Controle de Capacidade - Recirculação (contínuo):
� Este método desvia parte da vazão, já comprimida pelo compressor, para a sucção da
máquina passando por um sistema de resfriamento. Características do método:
� O equipamento continua comprimindo a mesma quantidade de fluido, consumindo
portanto 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%
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
20%
Compressores Alternativos
Controle de Capacidade - Variação da Rotação (contínuo):
� Este método varia a rotação do acionador com impacto na vazão do compressor, já que
estas 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.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Compressores Alternativos
Controle de Capacidade - Estrangulamento da sucção (contínuo):
� Este método consiste na introdução de uma perda de carga na sucção da máquina
provocando 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.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Compressores Alternativos
Controle de Capacidade - Alívio nas válvulas da sucção (degraus/contínuo):
� Este método consiste na abertura das válvulas de sucção permitindo que parte ou total do
gás admitido no cilindro retorne para a sucção. Características do método:
� Método largamente empregado na indústria devido a simplicidade de implantação e a
eficiência 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.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
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.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo