5. Compressores de Parafusos

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Compressores de Parafusos 
Profª Fernanda Mazuco Clain 
fernanda clain@furg.br 
Definição 
• Máquina de deslocamento positivo que utiliza 
dois rotores que giram engrenados para 
produzir aumento de pressão; 
• Os rotores são usinados na forma de parafuso 
helicoidal, sendo um com lóbulos convexos 
(rotor macho) e o outro com lóbulos côncavos 
(rotor fêmea). 
Definição 
• A rotação nominal da máquina corresponde à 
do rotor macho, que é a maior. 
Definição 
• Conforme os rotores giram, o espaço entre 
eles aumenta e o gás é admitido; 
• Os lóbulos continuam girando reduzindo o 
volume entre eles até atingir a descarga. 
Características de Projeto 
• A construção tradicional emprega um rotor 
macho de 4 filetes côncavos e um fêmea de 6 
filetes convexos; 
• O rotor macho e o rotor fêmea possuem 
rotações diferentes; 
Características de Projeto 
• A relação de compressão interna do 
compressor de parafusos é fixa e definida em 
função do ângulo de hélice, tamanho e 
posição das aberturas de sucção e descarga e 
comprimento dos rotores; 
 
Características de Projeto 
Engrenagens de 
acionamento 
Resfriamento 
Selagem 
Mancais de escora 
Rotor macho 
Rotor fêmea 
Características de Projeto 
• Em alguns casos se utiliza dois estágios em 
“tandem”, para obter maiores relações de 
compressão; 
• São oferecidos em duas versões básicas: 
– Lubrificados; 
– Não-lubrificados. 
 
Características de Projeto 
Lubrificados 
 
• O óleo é arrastado pelo gás por diferença de 
pressão, na proporção de 1 litro para cada m³ 
de gás; 
• O óleo é injetado na câmara de compressão 
do lado da admissão; 
• O gás e o óleo são separados mecanicamente; 
Características de Projeto 
Lubrificados 
 
Características de Projeto 
Lubrificados 
 
• Apenas um dos rotores é acionado 
(normalmente o macho), sendo o movimento 
transmitido por contato direto ao outro rotor; 
• A injeção de óleo tem as funções de selagem, 
redução do nível de ruídos, lubrificação e 
resfriamento. 
Características de Projeto 
Não-lubrificados 
 
• O consumo de óleo de restringe aos mancais; 
• O acionamento é feito pelo rotor macho e o 
movimento é transmitido para o rotor fêmea 
por meio de engrenagens; 
• Refrigeração feita apenas pela circulação de 
fluido refrigerante pela carcaça; 
Características de Projeto 
Não-lubrificados 
 
• Possui uma menor eficiência volumétrica, pois 
a vedação fica prejudicada; 
• Comparado ao compressor lubrificado, pode 
ser necessária a utilização de mais de um 
estágio de compressão para uma mesma 
relação de compressão. 
• Possui um custo mais elevado. 
Aplicações 
• Vazão volumétrica aspirada na faixa de 500 a 
4500 m³/h; 
• Não-lubrificados com relação de compressão 
de 2 a 4,5; 
• Lubrificados a relação de compressão pode 
chegar até 10; 
• Limite de pressão de descarga de 5000 kPa; 
Aplicações 
• A rotação pode variar desde valores 
compatíveis com motores elétricos até valores 
apropriados para acoplamento direto com 
turbinas (10000 rpm ou mais); 
• Temperatura de descarga do gás limitada a 
cerca de 300°C; 
• São oferecidos pelos fabricantes para as mais 
variadas espécies de gases, inclusive contendo 
líquido ou partículas sólidas em suspensão. 
Controle de Capacidade 
• O método mais conveniente é a variação da 
rotação, devendo ser empregado nos casos 
em que o acionador for turbina a gás ou 
vapor; 
• A faixa de utilização desse método é ampla, 
sendo normalmente aceitável a operação até 
cerca de 40% da rotação nominal (o aspecto 
limitante é a recirculação); 
Controle de Capacidade 
• Quando há dificuldade para variar a rotação 
do acionador costuma-se adotar o método de 
estrangulamento na sucção ou um dispositivo 
de descarregamento lateral comandado por 
uma válvula de extração (“slidevalve”); 
• O descarregamento lateral é mais eficiente 
que o estrangulamento na sucção, mas exige 
que o compressor disponha de um dispositivo 
adequado a essa finalidade. 
Performance 
• Vazão de Operação 
 
 
Onde: 
• Va = Vazão volumétrica aspirada; 
• C = Constante relativa a geometria do compressor (da ordem 
de 0,5); 
• D = Diâmetro do rotor macho; 
• N = Rotação do rotor macho; 
• L = Comprimento dos rotores; 
• ηv = Rendimento volumétrico. 
Performance 
• Rendimento Volumétrico 
– Visa compensar as perdas decorrentes da 
recirculação por entre as folgas do rotor e 
depende principalmente da magnitude dessas 
folgas, da rotação, da relação de compressão e do 
tipo do gás; 
 
– Os valores típicos encontram-se na faixa de 70 a 
90%. 
 
Performance 
• Rendimento Adiabático 
– Engloba algumas formas de não-idealidades do 
processo de compressão: 
• Efeitos viscosos e aerodinâmicos; 
• Aquecimento do gás aspirado pela recirculação; 
• Diferenças entre as relações de compressão interna e 
externa, quando operando fora da condição de projeto. 
– Dentre os parâmetros de operação do compressor, 
destacam-se a relação de compressão e a rotação 
como sendo os mais significativos sobre o rendimento 
adiabático, além do tipo de gás. 
 
Performance 
• Rendimento Adiabático 
 
Performance 
• Rendimento Mecânico 
 
– Dependendo do tipo de lubrificação e do número 
de filetes dos parafusos pode ser inferior a 90%. 
Performance 
• Potência Consumida 
 
Performance 
• Temperatura de Descarga 
 
 
 
 
– α = Coeficiente empírico (associado a remoção de 
calor) que se situa em torno de 0,9 para não-
lubrificados e 0,1 a 0,2 para lubrificados 
(dependendo da vazão de lubrificante) 
 
 
Referências Bibliográficas 
• RODRIGUES, Paulo Sergio Barbosa. 
Compressores Industriais. Rio de Janeiro: EDC, 
1991. 
 
• SILVA, Napoleão Fernandes da. Compressores 
Alternativos Industriais: Teoria e Prática. Rio 
de Janeiro: Interciência, 2009.