Compressores: Definição e Classificação

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COMPRESSORES
Rondonópolis - MT
2013
Gabriella Corrêa Santos
Hellen Bussmann
Izabelle Sabatine da Silva Izaias
Jessica Fernanda de Oliveira Soares
COMPRESSORES
Trabalho escrito desenvolvido durante a disciplina de Águas e Efluentes integrando parte da avaliação referente ao primeiro bimestre, ministrado pelo professor Diogo Italo Segalen da Silva.
Rondonópolis - MT
2013
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Diagrama dos tipos de compressores				07
Figura 2 – Compressor alternativo de simples efeito				09
Figura 3 – Compressor alternativo de duplo efeito				09
Figura 4 – Compressor alternativo de múltiplo estágio			10
Figura 5 – Compressor rotativo de parafusos					14
Figura 6 – Compressor rotativo de palhetas (vista em corte e rotor)	17
Figura 7 – Fluxo de ar no compressor rotativo de lóbulos			18
Figura 8 – Esquema de funcionamento do compressor de lóbulos		19
Figura 9 – Impelidor e disposição das pás					20
Figura 10 – Componentes de um compressor centrífugo			21
Figura 11 – Fluxo de gás no compressor centrífugo				22
Figura 12 – Compressor axial							22
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO								04 
DEFINIÇÃO									05
CLASSIFICAÇÃO								07
COMPRESSORES DE DESLOCAMENTO POSITIVO		07
Compressores Alternativos					08
Compressores Rotativos						13
Compressores rotativos de parafusos				14
Compressores rotativos de palhetas				16
Compressor roots							17
 COMPRESSORES DE DESLOCAMENTO NEGATIVO		19
Compressores Dinâmicos De Fluxo Radial			20
Compressores Dinâmicos De Fluxo Axial			24
APLICAÇÃO									27
CONCLUSÃO								28
REFERÊNCIAS								29
introdução
Compressores são máquinas utilizadas para comprimir certo volume de ar, aumentando sua pressão. Eles estão divididos em dois sistemas, conforme seu princípio de funcionamento, que são: compressores de deslocamento positivo (volumétricos) e compressores de deslocamento negativo (dinâmicos). Nos volumétricos, a compressão é feita através da redução de volume do ar e nos dinâmicos é feita por meio da transformação de energia cinética em entalpia. 
Há ainda subdivisões entre os sistemas, de acordo com as características do funcionamento. Dentro dos compressores volumétricos existem os compressores alternativos (em que a compressão é feita através do movimento de um pistão) e os compressores rotativos (em que a compressão é feita pelo movimento rotativo de algumas peças). Já dentro dos dinâmicos, existem os compressores radiais e axiais, com o mesmo princípio de funcionamento, porém nos axiais o gás flui em direção ao eixo, ao contrário dos radiais, em que o gás flui do eixo para as extremidades do raio.
DEFINIÇÃO
Compressores são máquinas operatrizes projetadas para elevar a pressão de certo volume de ar até a pressão desejada, aplicando-se uma força que transfere energia ao gás em forma de trabalho. Eles podem ser requeridos para as mais variadas condições de operação, de modo que toda a sua sistemática de especificação, projeto, operação e manutenção dependem da sua aplicação.
Um compressor, como outros equipamentos de fluxo, precisa de algo para caracterizar o processo, representá-lo, de forma que possa ser definido o resultado. Seus parâmetros são:
P1 – Pressão de sucção: Pressão de gás na entrada do compressor;
T1 – Temperatura de sucção: Temperatura do gás na entrada do compressor;
P2 – Pressão de descarga: Pressão de gás na saída do compressor;
T2 – Temperatura de descarga: Temperatura do gás na saída do compressor;
Natureza molecular do gás: Composição do gás, massa molecular;
Vazão de operação (volumétrica ou mássica): É o volume de gás necessário para passar entre a sucção e a descarga;
Potência de compressão (N): Depende da vazão mássica e do trabalho e esforços necessários durante a compressão do gás;
Eficiência politrópica (eficiência da compressão): Relação entre energia específica útil e energia específica cedida pelo compressor ao gás.
Os vários tipos de compressores que existem são diferenciados em suas aplicações em função dos seguintes parâmetros:
Razão de compressão (P2/P1; onde P1 é a Pressão de sucção e P2 é a Pressão de descarga); 
Composição do gás;
Vazão de operação (Qo);
Pressão de descarga.
CLASSIFICAÇÃO
Os compressores estão fundamentados em dois sistemas principais conforme seu princípio de operação, nos quais se baseiam todos os tipos de compressores industriais. São eles:
Compressores de deslocamento positivo (Volumétricos)
Compressores de deslocamento negativo (Dinâmicos)
Estes dois tipos ainda apresentam muitas subdivisões. Podemos observá-las no diagrama a seguir:
Figura 1 - Diagrama dos tipos de compressores
COMPRESSORES DE DESLOCAMENTO POSITIVO
Os compressores de deslocamento positivo recebem esse nome por apresentarem apenas um sentido de escoamento para o fluido. São chamados também de compressores volumétricos, pois é através da redução do volume ocupado pelo gás que a pressão é elevada, e essa pressão pode ser alcançada por duas maneiras de operação diferentes: 
Ciclo de funcionamento – em que se destacam os compressores alternativos; neste processo a compressão é efetuada em um sistema fechado através de várias etapas (fases);
Escoamento contínuo – em que se destacam os compressores rotativos; neste processo o gás é empurrado pelos rotores por dentro do compressor, fazendo seu volume diminuir e, consequentemente, sua pressão aumentar. 
Compressores Alternativos
Os compressores alternativos operam em regime intermitente (não contínuo), através do movimento alternado do pistão dentro do cilindro. Seu princípio de funcionamento se dá em um ciclo de quatro etapas:
Sucção – quando o cilindro atinge uma pressão idêntica ao do reservatório de sucção, devido o movimento do pistão, a válvula de sucção se abre permitindo a entrada de um volume de gás no cilindro; 
Compressão – quando as válvulas de sucção e descarga se fecham, o pistão comprime o gás segundo uma transformação politrópica; 
Descarga – quando o gás atinge a pressão desejada, abre-se a válvula de descarga e o pistão desloca o gás contido no cilindro para o reservatório de descarga a uma pressão constante, igual a do reservatório; 
Expansão – como nem todo o gás é expulso do cilindro na etapa anterior, há existência de um espaço morto, que fica entre o pistão e o cilindro no final do curso do pistão. Esse espaço faz com que a pressão no interior do cilindro não caia instantaneamente. 
Estas etapas são representadas no esquema a seguir:
Figura 2 - Compressor alternativo de simples efeito
Além do compressor alternativo simples, existe também o de duplo efeito. São caracterizados por comprimirem o ar em ambos os sentidos do deslocamento do êmbolo, em outras palavras, o compressor de duplo efeito possui duas câmaras, ou seja, as duas faces do êmbolo aspiram e comprimem. Desta forma, o êmbolo efetua o movimento descendente e o ar é admitido na câmara superior, enquanto que o ar contido na câmara inferior é comprimido e expelido. Procedendo-se o movimento oposto, a câmara que havia efetuado a admissão do ar realiza a sua compressão e a que havia comprimido efetua a admissão. Eles são mais empregados em serviços de maior responsabilidade, como processos industriais. Tem as vantagens de alcançarem elevadas pressões, mas possuem pequena capacidade em termo de vazão de gás. Esse funcionamento é mostrado na figura a seguir:
Figura 3 – Compressor alternativo de duplo efeito
Estes compressores podem ter tanto um, como mostrado anteriormente, quanto dois estágios. No compressor de dois estágios, após o ar ser sugado ele sofre dupla compressão, devido a esta característica é necessário um sistema de refrigeração para diminuir a temperatura para a segunda compressão, já que após a primeira compressão o ar sofre um aumento natural de temperatura. 
Figura 4 - Compressor alternativo de múltiplo estágio
Podemos observar na figura anterior o princípio do compressor de múltiplo estágio.O ar entra na parte verde pela abertura (entrada de sucção) e quando o movimento do pistão o comprime a abertura de descarga é aberta. O ar então passar por toda a parte em azul claro e é refrigerado. Depois entra por outra abertura de sucção e sofre a compressão novamente. Por fim, passa pela última abertura de descarga e a compressão é finalizada.
Os compressores alternativos podem ter cilindros tanto horizontais (caracterizado por ter maior facilidade de acesso, ocuparem muito espaço, exigirem maiores fundações e terem esforços maiores sobre os anéis do pistão), quanto verticais (maior dificuldade no acesso, menor espaço ocupado, menores fundações e lubrificação mais fácil).
Há ainda o compressor de membranas e o de diafragma. O de membranas é parecido com de pistão, mas o ar não entra em contato com as partes móveis, pois ele é separado por uma membrana, assim o ar não é contaminado com os resíduos do óleo. Estes compressores são utilizados nas indústrias alimentícias, farmacêuticas e químicas. Já os de diafragma utilizam um pistão, não para comprimir o gás, mas para deslocar um fluido hidráulico que aciona um diafragma que faz a compressão do gás, através da redução de volume da câmara de compressão.
 Circuito de controle de capacidade
A característica do desempenho de um compressor alternativo para uma determinada rotação é a vazão (volume necessário para o deslocamento do gás), que é praticamente constante para vários tipos de pressão. Isso não é muito bom para o consumo, porque o compressor não poderá ter a capacidade de trabalhar com a vazão necessária, não conseguindo variá-la. Então é necessário o uso de um sistema de controle de capacidade que possibilite variar a vazão para dentro da faixa desejada.
As características requeridas pelo circuito irão definir o tipo de circuito de controle, que pode ser:
Variação de rotação do compressor – Como a vazão em volume é proporcional à rotação do compressor, é realizada uma variação na rotação, através de acionadores como: turbinas a vapor ou a gás, motor de combustão interna, motor de indução de rotor bobinado e motor de indução com rotor em gaiola com acoplamento hidráulico;
Estrangulamento na sucção – O gás na sucção é estrangulado por uma válvula manual ou automática (a pressão na entrada varia com maior ou menor estrangulamento);
Recirculação ou descarga para a atmosfera – A vazão que “sobra” é recirculada da descarga para a sucção através de uma linha equipada com uma válvula de controle e, por ser um método caro, gases não perigosos e baratos são descartados para a atmosfera;
Variação de espaço morto ou nocivo (controle utilizado quando a razão de compressão é maior que 1,8) – O espaço morto é a folga existente entre o pistão e o cilindro quando este está no final do curso; o controle por esse espaço é muito eficiente, pois mantém aproximadamente o mesmo trabalho consumido por unidade de massa do gás;
Alívio das válvulas de sucção - Um cilindro de duplo efeito pode ter a vazão reduzida a 50% ou anulada, aliviando respectivamente as válvulas de sucção de uma câmara ou de ambas. Esse tipo de controle não é vantajoso porque não é gradual;
Sistemas combinados – Consiste em combinar a variação do espaço morto com o alívio das válvulas de sucção. Este controle é capaz de fornecer 0, 25, 50, 75 e 100 % de vazão nominal;
Parada e partida do acionador – Usado para compressores acionados por motor elétrico ou de combustão interna. É controlada por um sinal proveniente de um controlador da pressão do reservatório de descarga que atua numa chave de contato que faz partir o compressor quando a pressão cai a um nível tal e desliga e acionador quando a pressão atinge um nível tal maior.
Problemas de partida
O compressor alternativo exige alto torque (força) de partida, pois precisa vencer o torque resistente de compressão do gás e ainda possibilitar a aceleração do conjunto até a rotação nominal. Para evitar prejuízo ao motor são tomadas algumas medidas como:
Diminuição da corrente de partida, através da chave de redução do motor, do motor especial com baixa corrente de partida e do motor de maior tensão nominal;
Diminuição do torque resistente, possibilitando menor tempo de partida (até atingir a rotação de regime), que pode ser feito de vários modos, como alívio das válvulas de sucção.
Circuito de lubrificação
O circuito de lubrificação de um compressor alternativo industrial é composto de um circuito fechado e um circuito aberto. 
O circuito de lubrificação fechado é um sistema a óleo sob pressão (lubrificação forçada) e tem a finalidade de suprir óleo para lubrificar os mancais e o girabrequim. 
O circuito de lubrificação aberto tem a finalidade de lubrificar a cruzeta e os anéis de selagem. A lubrificação é realizada por um sistema de salpicos, no qual o óleo injetado é descarregado junto com o gás.
Quando o compressor é do tipo não lubrificado utilizam-se anéis de vedação de teflon ou carvão.
Compressores Rotativos
Os compressores rotativos são compressores em que o processo mecânico comprime o ar através do movimento dos espirais internos que aumentam sua energia cinética, ou seja, o gás é comprimido por elementos giratórios. Eles dispensam um maior número de peças móveis, que acaba proporcionando menores perdas mecânicas por atrito, além de uma menor necessidade de lubrificação. O aspecto importante deste tipo de compressor é a economia de energia, com maiores rendimentos volumétricos e menores fugas de ar, que se devem à ausência de válvulas de sucção e descarga. Em geral, são subdividos em três grupos principais: Parafusos, Palhetas e Roots.
3.1.2.1 Compressores rotativos de parafusos 
Os compressores de parafusos são empregados para baixas vazões e tem como vantagens o baixo custo de manutenção e operação em relação aos alternativos, maior relação peso com potência, entre outros. Quanto maior for a rotação ou o tamanho do compressor, maior será sua eficiência total. As rotações mais comuns são de 1800 a 3600 rpm, limitadas pelas engrenagens (modelos especiais podem atingir até 12000 rpm).
Princípio de funcionamento
O compressor em parafuso é composto de dois rotores em forma de parafuso que giram em sentido contrário um em relação ao outro, mantendo uma condição de “engrenamento”, como mostra o diagrama a seguir:
Figura 5 - Compressor rotativo de parafusos
O ar é sugado pela abertura de admissão preenchendo o espaço entre os parafusos;
À medida que os rotores giram, o ar é isolado, iniciando a compressão;
O movimento de rotação produz uma compressão suave, que continua até atingir a abertura de descarga;
O ar comprimido é suavemente descarregado do compressor.
Existem dois tipos de rotores, o rotor macho (representado em azul), que possui quatro lóbulos em forma de uma hélice ao longo do corpo do rotor, e o rotor fêmea (representado em rosa), que possui seis sulcos (gargantas ou reentrâncias).
Tipos de compressores de parafuso
Os compressores de parafusos se dividem em:
Secos: os parafusos são acionados simultaneamente por um conjunto de engrenagens (o rotor macho é acionado pelo motor e este aciona o rotor fêmea através da engrenagem);
Molhados: o rotor macho é acionado pelo motor que aciona o rotor fêmea através da interferência entre sim (o rotor macho aciona diretamente o rotor fêmea). Há interferência, por isso a necessidade de molhá-los com óleo de lubrificação.
Circuito de controle de capacidade
Este circuito consiste em:
Reciclo externo: projetado para operar de 0 a 10 %, equipado com uma válvula de controle, que interliga a descarga com a sucção;
Reciclo interno: responsável pelo controle de capacidade de 10 a 100 %, sendo composto pela slide-valve (dispositivo móvel no fundo da carcaça principal), que visa proporcionar capacidade máxima ao compressor. 
O circuito de controle de capacidade se dá através de um PIC (controlador e indicador de pressão), que monitora a pressão de sucção do compressor. O sinal de saída é o Split-range (sinal dividido para dois elementos finaisde controle), sendo o range (faixa de divisão) de 0 a 12 mA para a válvula de controle do reciclo externo e de 12 a 24 mA para a slide-valve.
Circuito de lubrificação
O circuito de lubrificação para compressores de parafuso molhado tem como finalidades: lubrificar os rotores, os mancais e o selo mecânico; realizar a selagem entre o rotor e a carcaça, resfriar o gás em compressão e realizar o acionamento hidráulico da slide-valve (válvula de controle de capacidade).
Alguns fatores são muito importantes para a qualidade da lubrificação. São eles: a temperatura, a viscosidade e a filtragem adequada do óleo (o óleo deve ser filtrado corretamente tendo em vista também que irá se misturar ao gás).
3.1.2.2 Compressores rotativos de palhetas 
O compressor de palhetas possui um rotor ou tambor central que gira excentricamente em relação à carcaça. Esse tambor possui rasgos radiais que se prolongam por todo o seu comprimento e nos quais são inseridas palhetas retangulares. Quando o tambor gira, as palhetas deslocam-se radialmente sob a ação da força centrífuga e se mantêm em contato com a carcaça. O ar penetra pela abertura de sucção e ocupa os espaços definidos entre as palhetas. Devido à excentricidade do rotor e às posições das aberturas de sucção e descarga, os espaços constituídos entre as palhetas vão se reduzindo de modo a provocar a compressão progressiva do ar. A variação do volume contido entre duas palhetas vizinhas, desde o fim da admissão até o início da descarga, define, em função da natureza do ar e das trocas térmicas, uma relação de compressão interna fixa para a máquina.
Assim, a pressão do ar no momento em que é aberta a comunicação com a descarga poderá ser diferente da pressão reinante nessa região. O equilíbrio é, no entanto, quase instantaneamente atingido e o ar descarregado.
Figura 6 – Compressor rotativo de palhetas (vista em cortes e rotor)
As vantagens deste compressor estão no fato dele apresentar uma construção com dimensões reduzidas; e um funcionamento silencioso, contínuo e equilibrado, gerando assim fornecimento de ar uniforme e livre de pulsações. Sua lubrificação é feita por injeção de óleo.
Um de suas desvantagens é que, com o desgaste das lâminas deslizantes, acaba havendo perdas de compressão.
3.1.2.3 Compressores rotativos roots 
Nos compressores rotativos de lóbulos, conhecidos como roots, existem duas rodas dentadas (lóbulos) que giram dentro de uma carcaça, intercaladas com ar a uma rotação pré-determinada, ocasionando assim uma depressão de um dos lados, onde acontece a aspiração do ar (entrada), e uma sobrepressão do outro lado, onde acontece a descarga (saída). Podemos observar estas partes na figura seguinte:
Figura 7 - Fluxo de ar no compressor rotativo de lóbulos
Neste compressor, o ar é transportado de um lado para o outro sem alteração de volume. A compressão do ar efetua-se pelos cantos de duas células rotativas, cujo ar é forçado a passar para o outro lado do compressor, que eventualmente estará sendo enviado para uma câmara fechada a receber a pressão. 
Através de um acionamento sincronizado das células, pode-se obter uma operação sem contato entre as células rotativas e a carcaça do compressor, não sendo necessária uma lubrificação no seu interior, apenas no rolamento do eixo rotativo das células. 
Os dois lóbulos são montados em eixos paralelos, e giram em sentido oposto. O ar é puxado para os espaços entre os lóbulos e o invólucro, e levado do orifício de entrada para o de saída. Engrenagens reguladoras, localizadas em um dos extremos de cada eixo paralelo, mantém a relação adequada entre os lóbulos. 
De forma simplificada, podemos observar seu princípio de funcionamento a partir do esquema a seguir:
Figura 8 - Esquema de funcionamento do compressor de lóbulos
Sucção do ar atmosférico;
Início da compressão do ar com a rotação do rotor, pois há uma diminuição em seu volume;
Compressão completa – ar comprimido;
Descarga do ar comprimido para utilização.
COMPRESSORES DE DESLOCAMENTO NEGATIVO
Conhecidos também por compressores de deslocamento dinâmico, os compressores de deslocamento negativo comprimem o ar através da elevação da pressão que é obtida por meio da conversão de energia cinética em energia de pressão, durante a passagem do ar através do compressor. O ar admitido é colocado em contato com impulsores (rotores laminados) dotados de alta velocidade, quem aumentam a velocidade do ar, aumentando assim, sua energia cinética. A transformação desta energia cinética em pressão acontece por meio de um retardamento do fluxo do ar, do lado oposto à sucção. Esta desaceleração do fluxo de ar acontece pela passagem dele por dutos que vão se estreitando gradativamente, conhecidos como difusores. Esses tipos de compressores apresentam dois principais tipos diferentes de construção:
De fluxo radial (centrífugos);
De fluxo axial.
Compressores Dinâmicos de Fluxo Radial
Os compressores de fluxo radial, ou compressores centrífugos, utilizam o princípio da aceleração centrífuga que resulta em um aumento de pressão. O primeiro nome é dado porque o fluxo de gás direciona-se radialmente em relação ao eixo, na saída de cada impelidor. Esses compressores, em geral, possuem um ou mais impelidores montados em um eixo e dotados de pás, normalmente encurvadas no sentido inverso ao da rotação do eixo, que se dispõem na direção do raio do impelidor. Este e suas partes são mostrados na figura a seguir:
Figura 9 - Impelidor e disposição das pás
Temos na figura, a estrutura de um impelidor. A disposição das pás no disco, como dito anteriormente, é radial, ou seja, elas são montadas em direção ao centro.
Princípio de funcionamento
Para entendermos o princípio de funcionamento de um compressor centrífugo, precisamos primeiramente conhecer suas partes. Estas estão demonstradas na figura a seguir:
Figura 10 - Componentes de um compressor centrífugo
Os compressores centrífugos são constituídos por componentes estacionários e rotativos. Os estacionários são constituídos pela carcaça, bocais de sucção, descarga e diafragma, sendo este último composto por condutos como difusor, curva e canal de retorno. Já os componentes rotativos são constituídos por impelidores, eixo, pistão de balanceamento e anel de escora. O rotor é constituído pelo eixo e diversos impelidores, sendo estes a parte móvel da máquina. O rotor é apoiado radialmente por um mancal radial e axialmente por meio de mancais axiais. O conjunto rotativo é denominado a parte móvel do compressor. Os mancais são estruturas que apoiam o conjunto rotativo radial e axialmente, suportando os respectivos esforços. 
A compressão funciona da seguinte forma: o gás aspirado através do bocal de sucção do compressor desloca-se radialmente até a entrada do primeiro impelidor. Nele, o gás é acelerado e expelido, também radialmente, de volta ao difusor, que é uma passagem anular, de largura normalmente constante, na qual o escoamento continua a se processar - só que agora livremente e não mais impulsionado - em uma trajetória espiralada que lhe propiciará certa desaceleração, com consequente ganho de pressão.
Ao atingir as partes mais externas da máquina, o escoamento é captado pela curva de retorno, que o conduz ao canal de retorno e, deste, ao próximo estágio de compressão. Naturalmente, a curva e o canal de retorno nunca poderão apresentar seção transversal (área) decrescente, para não anular o processo de difusão. O canal de retorno possui um aumento progressivo da seção transversal de passagem do gás para compensar o efeito bocal que ocorre durante o escoamento de fora para dentro e que, consequentemente, aumentaria a velocidade do gás, ou seja, pelo projeto compensa-se o efeito bocal do escoamento do gás, em razão da sua trajetória, por uma difusão por aumento da área de passagem do gás.
De forma mais simplificada, o fluxa de gás no compressor passa pelas seguintes partes:
Figura 11 - Fluxo de gás no compressor centrífugo
Nos compressores são necessários sistemas auxiliaresque lhes proporcionem monitoramento e segurança. Estes sistemas são compostos por componentes acessórios. Nos compressores centrífugos existem dois sistemas auxiliares principais:
Sistema de proteção – tem como objetivo monitorar e proteger o compressor em relação às vibrações e às altas temperaturas dos mancais;
Sistema de selagem – tem como objetivo minimizar as fugas de gás interna e externamente.
Circuitos auxiliares
Os circuitos auxiliares de um compressor centrífugo atuam com componentes externos ao compressor com a finalidade de proporcionar a partida, a operação e a parada do equipamento de forma segura. Os principais circuitos são:
Circuito de óleo de selagem: tem como objetivo selar o compressor impedindo as fugas de gás através dos selos de anéis flutuantes, ou seja, impedir que haja vazamento de gases dentro do compressor. Caso ocorresse vazamentos isto poderia reduzir sua eficiência. 
Circuito de gás de selagem: tem como objetivo suprir gás limpo e seco a uma pressão acima do gás de referência, ou seja, acrescentar o gás impedindo o compressor de ficar sem gás para ser pressurizado. Utiliza-se um selo seco que é composto por um disco rotativo e outro estacionário. Para compressores de alta pressão são usados dois discos de cada.
Circuito de óleo lubrificante: tem a finalidade de suprir óleo mineral, limpo, a uma temperatura, pressão e vazão reguladas, para resfriar e lubrificar os mancais dos compressores centrífugos de gás, ou seja, impedir que as peças internas do compressor funcionem sem que estejam lubrificadas, o que poderia acarretar sérias falhas mecânicas e prejuízos financeiros, pois reduziria significativamente a eficiência do compressor. É utilizado em todas as fases da operação (partida, operação e parada).
Circuito de processamento de gás: tem a finalidade de resfriar, reter e descartar condensado e permitir o alinhamento, o bloqueio e o alívio de gás de forma segura. O resfriamento é necessário para reduzir a potência requerida no estágio de compressão seguinte e evitar danos aos componentes mecânicos dos compressores (selos de labirintos).
Circuito de controle anti-surge: mantém o compressor dentro dos limites superior e inferior delimitados, correspondentes à máxima e mínima rotação, pois quando o compressor ultrapassa esses limites, acontecem falhas mecânicas e, em casos extremos, pode representar perigo ao operados.
Circuito de controle de capacidade: tem a finalidade de efetuar o ajuste da vazão de gás do processo com a curva de desempenho do compressor, de modo que a vazão comprimida fique dentro das condições de oferta e demanda de gás do circuito.
Compressores Dinâmicos de Fluxo Axial
Os compressores axiais são empregados para comprimir grandes vazões de ar. Esses compressores são empregados nas plantas de craqueamento catalítico das refinarias e também são muito empregados nas turbinas a gás, com a finalidade de suprir ar como fluido motriz. 
Como são máquinas operatrizes, necessitam de algum tipo de motor para acioná-las. Alguns são acionados com motores elétricos, outros por turbinas a vapor e, no caso dos compressores axiais que equipam as turbinas a gás, são acionados pela roda da turbina. 
Participando do ciclo termodinâmico da turbina a gás como componente responsável pelo aumento da pressão do ar, o compressor axial é acionado pela roda da turbina e é empregado, nestes casos, por ser especificado para maiores vazões do que os compressores centrífugos, com relação às suas dimensões. 
Princípio de funcionamento 
O princípio de funcionamento dos compressores axiais é o da aceleração do ar, com posterior conversão em pressão. Os compressores axiais são formados por componentes estacionários – anéis com aletas estatoras – e por componentes rotativos – anéis com palhetas rotoras. 
Cada estágio de compressão é formado por um rotor com palhetas e um anel com aletas estatoras. O rotor com palhetas é responsável pela aceleração do ar, como um ventilador. Nessa etapa, o ar recebe trabalho para aumentar a energia de pressão, velocidade e temperatura. O anel de aletas estatoras tem a finalidade de direcionar o ar para incidir com um ângulo favorável sobre as palhetas do próximo estágio rotor e promover a desaceleração do fluxo de ar para ocorrer a conversão da energia de velocidade em pressão. Essas máquinas são projetadas para que a velocidade na entrada de cada rotor seja a mesma para a condição de máxima eficiência. 
Esse processo é repetido nos estágios subsequentes do compressor, sendo que, em cada estágio, promove um pequeno aumento de pressão. 
O fluxo de ar no compressor se dá paralelo ao eixo (axial); as palhetas e aletas vão diminuindo de tamanho da admissão para a descarga com o propósito de manter a velocidade do ar constante, isto é, dentro da faixa de operação, pois a pressão aumenta a cada estágio e, respectivamente, a massa específica também, segundo a equação da continuidade (Q = v x s x ρ, onde Q é a vazão volumétrica, v é a velocidade, s é a área e ρ é a massa específica).
As aletas estatoras do último estágio agem como pás-guias de saída, que direcionam o ar em um fluxo axial estabilizado para a carcaça traseira do compressor, e daí para o seu destino fim (tubulação de descarga, câmaras de combustão etc.).
A seguir temos a imagem que mostra a disposição das palhetas no compressor axial:
Figura 12 - Compressor axial
Circuito de controle de capacidade 
A proteção quanto ao surge se dá por meio de válvulas de sangria, geralmente instaladas nos últimos estágios, que ficam abertas, aliviando para a atmosfera durante a fase de partida, aceleração e parada do compressor axial. 
Alguns compressores axiais só possuem as IGVs (Inlet Guide Vanes), ou aletas-móveis-guias-de-entrada, que nessa configuração, desempenham tanto o papel de válvula anti-surge como o de controle de capacidade, alterando a curva de desempenho do compressor axial.
Limites operacionais 
O compressor axial é uma máquina dinâmica. Sua operação restringe-se a certos limites de vazão. Para condições de operação com vazões abaixo da vazão de projeto, por exemplo, gera distúrbios no processo de compressão, isto é, instabilidade ou surge. Já em operações com vazões acima da vazão de projeto tem-se o limite operacional chamado de stonewall, que está associado à baixa razão de compressão e à baixa eficiência no compressor.
APLICAÇÃO
Os compressores alternativos de pistão são bastante empregados para compressões devido ao baixo custo. Um compressor alternativo ao fim de 8000 horas de serviço necessita de se abrir e inspecionar as suas peças que demora cerca de uma semana de manutenção. Tem uma vida útil menor em comparação aos outros compressores. Além disso, eles possuem pequena capacidade em termos de vazão de gás. Já os compressores alternativos de membranas ou diafragma têm a grande vantagem que o ar não entra em contato com as partes mecânicas.
Os compressores rotativos de parafuso são os mais utilizados. Seu custo de aquisição é alto, porém, levando em conta o custo benefício, na maioria dos trabalhos vale a pena, pois ele é bastante eficiente e tem uma vida útil muito longa. Sua manutenção pode ser feita só ao fim de 30000 a 40000 horas e a reparação demora cerca de 3 dias.
Os compressores rotativos de palhetas têm como características: baixo ruído, fornecimento uniforme de ar, pequenas dimensões, manutenção simples, porém de alto custo, baixa eficiência. 
Compressores radiais possuem um tempo de vida útil maior comparados aos axiais, pois seu desgaste é menor. Os axiais são usados muito pouco, geralmente em ar-condicionado de carro. São mais caros que os radias.
Os compressores diferem principalmente em função de seu funcionamento e da sua aplicação. A vazão é um parâmetro que influencia muito na escolha de um compressor.
Não há uma distribuição exata de função que dependa de seu mecanismo. Para escolher um compressor, deve-se ver se o trabalho que fará é de grande, médio ou pequeno porte. Compressores de grande porte são geralmente empregados emindústrias. Já para agropecuária, oficinas e borracharias são geralmente usados os de médio porte. Os de pequeno porte estão presentes principalmente em pinturas domiciliares.
CONCLUSÃO
Os compressores possuem diversas aplicações, indo desde compressão de ar para processos industriais até usos mais simples, como pintura domiciliar. Para se escolher o compressor adequado deve se observar a quais esforços mecânicos ele será submetido, levando em conta também a necessidade de uma compressão menos ou mais eficiente e o seu custo. Por exemplo, os compressores alternativos apesar de terem uma compressão pouco eficiente, são bastante utilizados devido ao seu custo mais baixo. Já os de parafusos são mais caros, porém a eficiência é maior.
REFERÊNCIAS
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