Exercício sobre compressores

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��DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO E TÉCNICAS FUNDAMENTAIS – DECAT -ESCOLA DE MINAS - UFOP��
	MEC 110
	Acionamentos Hidráulicos e Pneumáticos – Unidade 4 
Compressores
	1o SEMESTRE 2016
1-A TURBOAR SA mantém dois compressores de ar em funcionamento, confinados em uma sala de máquinas com temperatura interna igual a 45 °C. A temperatura externa local é de 31 °C. O compressor 1(um) fornece 40 m3/min e o compressor 2 (dois) 12 m3/min.
Uma medida indireta de vazamentos forneceu os seguintes dados, para 5 ciclos de carga/alívio. O compressor 1(um) trabalhou 18 s, 24 s, 20 s, 30 s e 28 s, respectivamente, e o tempo total da medição foi de 10(dez) minutos. 
Pede-se o percentual de perdas por temperatura elevada e o percentual de perdas devido aos vazamentos. 
2-Ar é comprimido constantemente por um compressor reversível de estado inicial de 1 bar de pressão e temperatura de 27°C para uma pressão de saída de 9 bar. Determinar o trabalho do compressor por unidade de massa para: a) compressão isentrópica com k=1,4; b) compressão politrópica com n= 1,3; c) compressão isotérmica; d) compressão em dois estágios, com resfriamento e com expoente politrópico n =1,3. 
Calcular a potência fornecida ao compressor para uma taxa de escoamento de massa de 0,02 kg/s, para os casos a, b, c, d .
Faça um esboço da solução num diagrama Pressão-volume.
3-Um compressor de dois estágios supre um reservatório, mantendo uma pressão manométrica de 9 bar. Entretanto, os usuários utilizam equipamentos que exigem apenas 6 bar de pressão. Calcule o percentual de perda por pressão.
4-Um processo industrial exige grande volume de ar comprimido isento de umidade (ar seco). Qual o tipo de secador a empresa deve instalar?
5-O Gerente de uma empresa analisou os dados de 12 meses e verificou que nos últimos 3 meses houve um relevante aumento dos custos de ar comprimido, o que o motivou a solicitar uma proposta de trabalho de um Consultor experiente. Cite os prováveis tópicos considerados no plano de trabalho do Consultor.
6-Ar é comprimido constantemente por um compressor reversível do estado inicial de 1 bar de pressão e temperatura de 27°C para uma pressão de saída de 9 bar, segundo um processo de compressão isoentrópica e em único estágio. Um segundo compressor comprime o ar nas mesmas condições iniciais do primeiro, utilizando a mesma taxa de compressão, mas num processo compressão adiabática em dois estágios. Qual dos compressores deve ser adquirido pela sua empresa? Justifique sua resposta. 
7-Das afirmações abaixo identifique a que está errada:
( ) Compressor de êmbolo ou recíproco é o tipo mais conhecido e utilizado. Podem apresentar um ou mais cilindros trabalhando em conjunto. Este tipo de compressor pode ter único estágio de compressão ou múltiplos estágios.
( ) No modelo “normal” de compressor a parafuso o óleo injetado promove a lubrificação dos rotores, eliminando a necessidade de sincronização entre eles, pois permite o contato entre as paredes dos filetes.
( ) No compressor de palhetas a compressão do ar é resultante da variação de volume formado pelas palhetas no trajeto entre a sucção e a descarga.
( ) O compressor de lóbulos (roots) fornece baixo volume de ar com elevada pressão (15 bar).
( ) Compressores por espiral são isentos de óleo.
( ) Compressores centrífugos são rentáveis com vazões elevadas e necessitam de cuidados e condições especiais de operação.
8-Identifique a alternativa errada: 
( ) As funções do reservatório de ar comprimido são: armazenar o ar comprimido, resfriar o ar, auxiliando a eliminação do condensado, compensar flutuações em todo sistema de distribuição, estabilizar o fluxo de ar e controlar as marchas dos compressores.
( ) Os três principais processos de secagem de ar comprimido são: absorção, adsorção e resfriamento;
( ) A compressão politrópica (n=1,30), em dois estágios de compressão é mais econômica que a compressão politrópica (n=1,30), em um único estágio.
( ) A temperatura de captação não interfere no rendimento do compressor.
9-Após análise dos dados coletados referentes ao sistema de ar comprimido de uma empresa um consultor verificou a seguinte situação: a) Usuários utilizam ar comprimido com pressão manométrica de 6 bar; b)Compressores fornecem ar comprimido com pressão manométrica de 12 bar. Qual a provável recomendação do consultor?
10-Ar é comprimido constantemente por um compressor reversível do estado inicial de 1 bar de pressão e temperatura de 27°C para uma pressão de saída de 10 bar, segundo um processo de compressão isoentrópica e em único estágio. Um segundo compressor comprime o ar nas mesmas condições iniciais do primeiro, utilizando a mesma taxa de compressão, mas num processo de compressão isoentópica em dois estágios. Qual dos compressores apresenta menor consumo de energia? Justifique sua resposta por meio de uma representação gráfica. 
Fórmulas:
 1) 
; 2) 
; 3) 
4)
; 5)
; 6)
7) 
Onde: Wit [kWh/kg] trabalho por unidade massa (ciclo isotérmico); R [7,97x10-5 kWh/kg K] constante dos gases; Wk [kWh/kg] trabalho por unidade de massa (ciclo adiabático ideal); T [K] temperatura; T1 [K] temperatura inicial do ar, sucção; P2 [bar] pressão final; P1 [bar] pressão inicial; Wn [kWh/kg] trabalho por unidade de massa (ciclo politrópico); ne [número de estágios] Pne [bar] pressão no final último estágio; Vv [m3/min] Caudal de vazamento; tt [s] tempo total da medição; t1, t2, t3, t4, t5, [s] tempos dos ciclos, respectivamente; Vc1 [m3/min] vazão do compressor (1); Vc2 [m3/min] vazão do compressor (2); V% percentual de perdas por vazamento; T% Percentual de perdas por temperaturas elevadas; T0 [K] temperatura interna da sala de compressores; T0’ temperatura externa.
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