Compressores Volumétricos - Funcionamento

Prévia do material em texto

1 
2 
Dois são os princípios conceptivos no qual se fundamentam todas as 
espécies de compressores de uso industrial 
Volumétrico 
Dinâmico 
 
 
 
Compressores 
 
 
 
 
Volumétricos 
 
 
 
 
 
Dinâmicos 
Alternativos 
 
Rotativos 
 
 
 
Centrífugos 
 
Axiais 
Palhetas 
Parafusos 
Lóbulos 
 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO PRINCÍPIO DE CONCEPÇÃO 
3 
Compressores volumétricos (ou de deslocamento positivo) 
 
 A elevação de pressão é conseguida por meio da redução do 
volume ocupado pelo gás. 
 
 
Compressores dinâmicos (ou turbocompressores) 
 
 O gás é acelerado pelas pás do rotor e sua velocidade é 
convertida em pressão 
 
 
 
 
Compressores 
 
 
 
 
Volumétricos 
 
 
 
 
 
Dinâmicos 
Alternativos 
 
Rotativos 
 
 
 
Centrífugos 
 
Axiais 
Palhetas 
Parafusos 
Lóbulos 
 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO PRINCÍPIO DE CONCEPÇÃO 
4 
• Sistema biela-manivela: converte o movimento 
rotativo de um eixo no movimento translacional 
de um pistão ou êmbolo no interior de um 
cilindro (câmara de compressão) – ciclo de 
operação 
São requisitados quando há necessidade de altas pressões, mas 
trabalham com vazões menores a outros modelos. 
COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS – ALTERNATIVOS 
(PISTÃO) 
5 
• Câmara de compressor de duplo efeito: Utilização das duas faces do pistão para 
comprimir o gás. 
 
 
 
COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS – ALTERNATIVOS 
https://www.youtube.com/watch?v=E6_jw841vKE&t=53s 
6 
Etapas do ciclo de funcionamento do compressor 
sucção 
descarga 
compressão 
expansão 
Representação do ciclo ideal de compressão 
Hipóteses: 
 
• O fluido no ciclo é um gás ideal 
• Compressão e expansão do gás são ideais e adiabático, 
obedecendo a relação pvk=const. 
• Admissão e descarga se fazem isobaricamente. 
COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS – ALTERNATIVOS 
7 
Etapas do ciclo de funcionamento do compressor 
sucção 
descarga 
compressão 
expansão 
COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS – ALTERNATIVOS 
Etapa de Sucção (Admissão): O pistão se movimenta em sentido contrário ao 
cabeçote, fazendo com que o gás seja aspirado no cilindro. Válvula de sucção 
aberta e de descarga fechada. 
8 
Etapas do ciclo de funcionamento do compressor 
sucção 
descarga 
compressão 
expansão 
COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS – ALTERNATIVOS 
Etapa de Compressão: Quando inverte-se o sentido de movimentação do pistão a 
válvula de sucção se fecha e o gás é comprimido até que a pressão interna do 
cilindro seja suficiente para abrir a válvula de descarga. 
9 
Etapas do ciclo de funcionamento do compressor 
sucção 
descarga 
compressão 
expansão 
COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS – ALTERNATIVOS 
Etapa de Descarga: Quando a válvula de descarga se abre a movimentação do 
pistão faz com que o gás seja expulso do interior do cilindro. Esta etapa dura até 
que o pistão encerre o seu movimento no sentido do cabeçote. 
10 
Etapas do ciclo de funcionamento do compressor 
sucção 
descarga 
compressão 
expansão 
COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS – ALTERNATIVOS 
OBS: Nem todo gás comprimido é expulso do cilindro, pois há um espaço morto ou 
volume morto, compreendido entre o cabeçote e o pistão no final do deslocamento 
desse, que faz com que a pressão no interior do cilindro não caia instantaneamente 
quando se inicia o curso de retorno. Espaço para acomodar as dilatações de origem 
térmica do cilindro – característica do projeto. 
11 
Etapas do ciclo de funcionamento do compressor 
sucção 
descarga 
compressão 
expansão 
COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS – ALTERNATIVOS 
Etapa de Expansão: Com a válvula de descarga fechada, o pistão se movimenta 
em sentido inverso ao cabeçote, fazendo com que a pressão interna caia o 
suficiente para permitir a abertura da válvula de sucção. 
12 
sucção 
descarga 
compressão 
expansão 
Ciclo Ideal de Compressão 
COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS – ALTERNATIVOS 
Elementos básicos do compressor 
D = diâmetro do cilindro 
L = curso do pistão 
N = rotação do eixo 
V1 = volume do cilindro 
V0 = volume morto (V3) 
VD = volume deslocado = volume percorrido pelo 
pistão (V1 – V3) 
C = “clearance” = relação V0/ VD 
Vasp = volume aspirado na sucção (V1 – V4) 
 
 
 
V0 =V3 
V4 
V1 
L 
D 
13 
COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS – ALTERNATIVOS 
Ciclo Real de Compressão: 
Perdas devido ao atrito do gás ao escoar pelas válvulas. 
 
Há uma retardo na abertura das válvulas fazendo com que: 
 
• A pressão no interior do cilindro ultrapasse a pressão do meio da 
descarga na fase de compressão 
 
• A pressão do cilindro caia abaixo da pressão do meio de compressão na 
fase de expansão