O QUE É COMPRESSOR DE AR E QUAIS SÃO SEUS USOS

NOTA.: O que é ar comprimido? O que é vaso de compressão? Neste artigo você terá informações e dados sobre itens, peças e modelos de compressores e sistemas de armazenamento de ar. Aqui, talvez vc não veja todos os modelos de compressores e nem de sistemas de compressores, porém, você verá os modelos mais usados no mercado e seus funcionamentos.

Primeiramente vamos entender.:
O que é ar comprimido? 

Ar comprimido é o ar estocado em galões, cilindros ou botijões através de processos mecânicos para compressão e armazenamento de ar gerados por um compressor de ar, para outrora ter sua aplicação efetuada. O ar comprimido possibilita uma rápida movimentação de atuadores, com velocidade controlada e uma razoável precisão de posicionamento e apesar de não ter a mesma velocidade de processamento de informações que a elétrica ou a eletrônica pode, em ambientes que assim o permitem, receber estas formas de comando, permitindo com isso uma redução de custos e incremento na versatilidade. Pode também ser associado a circuitos hidráulicos dando à água uma grande umidade. Os compressores são os produtores (de forma mecânica) do ar comprimido.

Compressores

Os compressores, de forma geral, inicialmente se dividem em dois modelos: os elétricos, utilizados em pequenas, médias, e grandes escalas, e os mecânicos, que através da compressão de algum produto químico pode gerar outras formas de força, pressão e trabalho.

Princípio de um compressor de ar.

Primeiramente, vamos ver como funciona um compressor de maneira geral.

O ar atmosférico entra no cilindro do compressor pela válvula de admissão do cilindro de baixa pressão, enquanto o pistão está descendo o ar é puxado para dentro, em seguida a válvula de admissão se fecha e o pistão empurra o ar para cima, o ar só é comprimido porque as duas válvulas estão fechadas, após o ar ser comprimido, ele é forçado a sair pela válvula de escape, sendo direcionado para o cilindro de alta pressão, ocorrendo o mesmo processo que houve no cilindro de baixa pressão,

É necessário que o ar passe pelo processo de compressão duas vezes, para aumento da pressão, o ar é direcionado a um reservatório para utilização.

O QUE É COMPRESSOR DE AR E QUAIS SÃO SEUS USOS 

Quando falamos de um compressor de ar, falamos de um equipamento pneumático que consegue captar o ar que está no ambiente, armazená-lo sob alta pressão em um reservatório próprio e transformá-lo em ar comprimido. Esse equipamento pode ser utilizado para diversos tipos de atividades e suas características físicas podem variar de acordo com a função a ser desempenhada. Em geral, podemos fazer a seguinte distinção: 

• Compressores de ar para sistemas industriais

• Compressores de gás ou de processo

• Compressores de refrigeração

• Compressores para serviços de vácuo

Compressores de ar para sistemas industriais. Eles são concebidos para dar suprimento de ar em unidades industriais e, embora sejam maiores e mais caros, seu funcionamento básico permanece sendo o mesmo dos demais modelos. A operação consiste em adequar pressão e vazão às necessidades da planta basicamente.

COMPRESSOR DE AR INDUSTRIAL

Quando falamos de compressores de ar para uso industrial, praticamente há dois princípios nos quais eles podem se basear: volumétrico e dinâmico. 

Compressores de ar volumétricos, também conhecidos como compressores de deslocamento positivo, a elevação da pressão é obtida por meio da redução do volume ocupado pelo gás. Assim, cada sistema tem um tipo especifico de funcionamento. são do tipo alternado, onde um ou mais pistões aspiram o ar atmosférico, para comprimi-lo em um reservatório para ser utilizado quando necessário. Compressores de deslocamento positivo aplicam o sistema conhecido como parafuso, onde o volume de ar ou gás é progressivamente reduzido ao longo do comprimento do parafuso, causando o aumento da pressão. Este sistema aumenta a vida útil dos componentes internos, além de promover uma melhor vedação e eficiência volumétrica.

Compressores de ar dinâmicos são também conhecidos por turbo-compressores. A elevação da pressão é obtida por meio de 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 (rotor laminado) dotados de alta velocidade. Este ar é acelerado, atingindo velocidades elevadas e consequentemente os impulsores transmitem energia cinética ao ar. Posteriormente, seu escoamento é retardado por meio de difusores, obrigando a uma elevação na pressão.

TIPOS DE COMPRESSORES – TIPOS E FUNÇÕES

Se quanto à concepção há apenas dois tipos de compressores, quanto à função há pelo menos três modelos que merecem a nossa atenção. Eles são os seguintes: compressores de êmbolo, compressores rotativos e turbo

COMPRESSORES DE ÊMBOLO

Entre os compressores de êmbolo temos pelo menos três outros modelos. O mais comum é o compressor de pistão, que contém um êmbolo que produz movimento linear. Ele é apropriado para todos os tipos de pressão.

Outra alternativa é o compressor de pistão de dois ou mais estágios, que consegue comprimir o ar com pressões mais elevadas sem muito esforço. Contudo, esses modelos precisam de um sistema de refrigeração para eliminar o calor gerado.

Por fim, temos ainda os compressores de membrana, que funcionam de forma similar aos compressores de pistão, mas nesse caso o ar não entra em contato com as partes móveis. 

Isso permite, por exemplo, que o ar não se contamine com os resíduos de óleo. Por conta disso, esses modelos são amplamente utilizados em indústrias farmacêuticas e alimentícias.

COMPRESSORES ROTATIVOS

Novamente, entre os compressores rotativos, temos três modelos distintos. O primeiro deles é o compressor rotativo multicelular. 

Nesse caso, a pressão é gerada através do giro de um rotor com palhetas, alojado de forma excêntrica. A vantagem desse sistema é a pressão contínua e o baixo ruído.

O segundo modelo é o chamado compressor duplo parafuso, que com dois parafusos helicoidais, de perfis côncavo e convexo, comprimem o ar e o conduzem de forma axial.

Já o último modelo é o compressor do tipo roots. Nesse último caso, o ar é transportado de um lado para outro sem que haja alteração do volume, uma vez que a compressão é feita no canto dos êmbolos.

TURBO COMPRESSORES

Temos os modelos axial e o radial. Nos compressores axiais a compressão é feita por meio da aceleração do ar aspirado, baseando-se em energia do movimento que é transformada em energia de pressão. 

Já nos compressores radiais o ar é impelido para as paredes da câmara, depois em direção ao eixo, e somente aí no sentido radial para a outra câmara em direção à saída.

COMPRESSOR À GÁS

Entendendo o funcionamento do motor a gás

1. O compressor comprime o gás refrigerante, Isto eleva a pressão e temperatura do fluido refrigerante, de modo que as serpentinas externas de troca de calor da geladeira permitem  que o fluido refrigerante dissipe o calor devido à pressurização; 

2. À medida que esfria, o fluido refrigerante se condensa em forma líquida e flui pela válvula de expansão; 

3. Quando passa pela válvula de expansão, o líquido refrigerante se move da zona de alta pressão para a zona de baixa pressão, e se expande e evapora; 

4. As serpentinas dentro da geladeira permitem que o fluido refrigerante absorva calor, fazendo com que a parte interna da geladeira fique fria. Então, o ciclo se repete.

BOMBAS A VÁCUO

Bombas a vácuo e seus princípios de funcionamento, Uma bomba a vácuo é uma máquina que pode criar um vácuo em uma câmara de bombeamento de moléculas de gás para fora da câmara. As bombas a vácuo são usadas em uma ampla variedade de aplicações científicas e industriais, como parte de um processo maior, ou no teste de outros produtos. As bombas a vácuo foram disponibilizadas de alguma forma por aproximadamente 400 anos, embora as bombas contemporâneas sejam muito mais confiáveis e eficazes. As bombas a vácuo funcionam sob um dos três princípios e bombas diferentes têm diferentes níveis de eficiência, velocidade e "produção" (que remete para a eficácia de uma bomba em um volume de gás).

Deslocamento positivo

O princípio básico de funcionalidade da bomba a vácuo é o deslocamento positivo. O método envolve a criação de um vácuo, expandindo uma parte de uma câmara, fechando-a, esgotando-a, e então repetindo o processo.  Basicamente, quando uma câmara se expande, ela cria um vácuo natural e suga mais gás em seu interior. Isto é basicamente como os pulmões trabalham, quando os pulmões se expandem o ar é puxado para eles através do nariz ou boca. No entanto, em uma câmara, esta expansão teria de crescer indefinidamente, a fim de criar um vácuo. Dividindo a câmara de modo que a seção de expansão possa ser fechada, esta expansão "infinita" pode ser alcançada. Uma câmara dividida poderia expandir um lado, extraindo o gás de seu interior, e em seguida, fechar a parte de vácuo da câmara. Então, o gás no lado expandido é expulso, ou esgotado, e as seções se conectam novamente. A câmara se expande, criando uma forte depressão no lado do vácuo da câmara, e o processo continua.

Um exemplo simples de uma bomba a vácuo em ação é uma bomba de água manual. Quando se trabalha a ação da bomba, um lado da câmara se expande e puxa o ar do outro lado no seu interior. A câmara, em seguida, fecha-se e o ar é esgotado. A seção da câmara a vácuo é selada por água. Por causa da criação de um vácuo na câmara, o nível da água começa a subir, uma vez que já não é mais afetada pela pressão é empurrada para baixo.

Transferência de impulso

Transferência de impulso é o princípio que rege tanto na difusão como nas bombas turbo molecular. Na transferência de impulso, uma câmara tem dois lados: um lado de vácuo e um de escape. O lado do vácuo é onde o vácuo é criado e o lado de escape é onde as moléculas do gás são expelidas da câmara. A transferência de impulso envolve a criação de uma bomba volumétrica para criar um vácuo suave na câmara. Quando isso ocorre, as moléculas de gás são empurradas para os lados da câmara. Em uma bomba de difusão, jatos de óleo ou mercúrio são soprados para estas moléculas isoladas de gás para forçá-las para o fim de escape da bomba. Uma bomba turbo molecular usa vários ventiladores de alta velocidade para forçar as moléculas de gás para o lado de exaustão. Quando as bombas forçam as moléculas de gás ao lado da exaustão, um alto vácuo é criado dentro da câmara. No entanto, o selo não é fechado, de modo que o escapamento ou derrame podem ocorrer, limitando a eficácia do vácuo. Para compensar esta perda, a velocidade de sopro dos ventiladores do óleo ou mercúrio, chamado de bombeamento molecular, deve ser operado a uma velocidade muito alta.

Armadilha

Armadilha prevê o princípio utilizado por uma variedade de bombas de gás que captura em um estado não gasoso, ou seja, em um estado sólido ou fixado. O princípio básico envolve a conversão de gás em um sólido ou forçando-o a fixar (quando as moléculas de gás recolhem junto à superfície de um substrato) e, em seguida, usando um dispositivo para esgotar as moléculas do gás da câmara de vácuo

Caso conheça outros modelos e queira compartilhar este conhecimento, coloque nos comentários, será muito gratificante.