ATPS Elementos De máquinas II

DESCRIÇÃO

O compressor é uma máquina, quem como o seu próprio nome diz, se encarrega de comprimir o ar ou qualquer outro gás.

CENTRÍFUGOS

Os compressores centrífugos foram os primeiros utilizados em motores de reação, a suma relativa facilidade de fabricação era e é compatível com a grande massa de ar que pode chegar a comprimir quando a elevação de pressão exigida não é muito elevada.

Esse tipo de compressor está formado principalmente por três componentes: o rotor, o difusor e o coletor. O rotor está montado sobre um eixo, é um conjunto que está apertado no cárter. Por uma parte o ar tem a sua entrada a este no difusor e depois de ter passado por uma espiral que depois de passar o rotor sai com diferentes pressões pelo coletor. O efeitos de que o ar se comprima é devido ao girar do rotor, a sua grande velocidade arrasta o ar pela ação de uma força centrífuga até a periferia, aparecendo assim o incremento da pressão, velocidade e temperatura.

AXIAIS

Os compressores axiais pela sua configuração, elevado rendimento e facilidade de montagem e de vários escalões, tiveram um grande desenvolvimento na técnica da propulsão a reação. A principal diferença em relação ao centrífugo é que no axial a corrente de ar segue uma direção sensivelmente paralela ao eixo do motor, a velocidade radial é nula. Distam também dos centrífugos pelo número de partes de que são compostos, nos axiais os componentes básicos são o rotor , estator ou difusor.

RADIAIS

O ar é acelerado a partir do centro de rotação, em direção à periferia, ou seja é admitido pela primeira hélice (rotor dotado de lâminas dispostas radialmente), axialmente é acelerado o e expulso radialmente. Quando vários estágios estão reunidos em uma carcaça única, o ar é obrigado a passar por um difusor antes de ser conduzido ao centro de rotação do estágio seguinte, causando a conversão de energia cinética em energia de pressão.

A relação de compressão entre os estágios é determinada pelo desenho da hélice, sua velocidade tangencial e a densidade do gás.

O resfriamento entre os estágios, a princípio, era realizado através de camisas d'água nas paredes internas do compressor.

Atualmente, existem resfriadores intermediários separados, de grande porte, devido à sensibilidade à pressão, por onde o ar é dirigido após dois ou três estágios, antes de ser injetado no grupo seguinte. Em compressores de baixa pressão não existe resfriamento intermediário.

Os compressores de fluxo radial requerem altas velocidades de trabalho, como por exemplo 334, 550, 834 até 1667 r.p.s.. Isto implica também em um deslocamento mínimo de ar (0,1667 m3/s).

As pressões influem na sua eficiência, razão pela qual geralmente são geradores de ar comprimido. Assim, comparando-se a sua eficiência com a de um compressor de deslocamento positivo, esta seria menor. Por isso, esses compressores são empregados quando se exigem grandes volumes de ar comprimido.

CLASSIFICAÇÃO

Os compressores podem ser classificados em 2 tipos principais, conforme seu princípio de operação:

• Compressores de deslocamento positivo (ou Estáticos): Estes são subdivididos ainda em Alternativos ou Rotativos.

Nos compressores alternativos a compressão do gás é feita em uma câmara de volume variável por um pistão, ligado a um mecanismo biela-manivela similar ao de um motor alternativo. Quando o pistão no movimento ascendente comprime o gás a um valor determinado, uma válvula se abre deixando o gás escapar, praticamente com pressão constante. Ao final do movimento de ascensão, a válvula de exaustão se fecha, e a de admissão se abre, preenchendo a câmara a medida que o pistão se move.

Nos compressores rotativos, um rotor é montado dentro de uma carcaça com uma excentricidade (desnivelamento entre o centro do eixo do rotor e da carcaça). No rotor são montadas palhetas móveis, de modo que a rotação faz as palhetas se moverem para dentro e para fora de suas ranhuras. O gás contido entre duas palhetas sucessivas é comprimido a medida o volume entre elas diminui devido à rotação e à excentricidade do rotor.

• Compressores de Dinâmicos:Estes são subdivididos ainda em centrífugos ou axiais.

Os compressores dinâmicos ou turbocompressores possuem dois componentes principais: impelidor e difusor. O impelidor é um componente rotativo munido de pás que transfere ao gás a energia recebida de um acionador. Essa transferência de energia se faz em parte na forma cinética e em outra parte na forma de entalpia. Posteriormente, o escoamento estabelecido no impelidor é recebido por um componente fixo denominado difusor, cuja função é promover a transformação da energia cinética do gás em entalpia, com conseqüente ganho de pressão. Os compressores dinâmicos efetuam o processo de compressão de maneira contínua, e portanto correspondem exatamente ao que se denomina, em termodinâmica, um volume de controle.

Os compressores atualmente são utilizados em diversas aplicações. A mais simples é a compressão de ar, seja para acionamento e controle de válvulas, alimentação de motores ou turbinas a gás, até aplicações mais complexas, como o transporte de gás natural, injeção de CO2 em reservatórios subterrâneos, ou compressão de hidrocarbonetos em ciclos de refrigeração.

Quando são aplicados na alimentação forçada de motores, os compressores ou turbocompressores são chamados de sistemas de indução forçada. Eles comprimem o ar que flui para o motor. A principal diferença entre um turbocompressor e um compressor é a fonte de energia. Em um compressor, há uma correia que o conecta diretamente ao motor. Ele obtém sua energia da mesma forma como o alternador do carro por exemplo. Um turbocompressor e acionado por uma turbina, que usa a energia dos gases de escape do motor e aciona o turbo compressor montado no mesmo eixo.

Compressores rotativos

Nos compressores rotativos, os gases são comprimidos por elementos giratórios. Outras das particularidades destes tipos de compressores são por exemplo as menores perdas mecânicas por atrito, pois dispensam um maior número de peças móveis, a menor contaminação de ar com óleo lubrificante, a ausência de reações variáveis sobre as fundações que provocam vibrações, o fato de a compressão ser feita de um