Conceitos Básicos Para o Correto Dimensionamento de um Compressor de Ar
O dimensionamento de qualquer compressor de ar deve atender aos requisitos básicos de pressão, vazão e regime de intermitência.
Secundariamente consideram-se fatores outros como facilidade de locomoção, tensão da rede, etc. Mas, sempre após garantir os três requisitos fundamentais (pressão, vazão, intermitência), pois de nada adianta um compressor portátil, prático e leve, se ele não atende ao consumo de ar e pressão.
Para definir com clareza estes aspectos que levam ao correto dimensionamento do equipamento, deve-se analisar uma série de questões que esclarecerão a necessidade específica para uso do compressor, tais como:
- Qual o consumo de ar comprimido?
- Qual a pressão necessária?
- Qual a aplicação do ar comprimido?
- Qual é a intensidade e freqüência de uso?
- Qual é o local disponível para instalação?
- O produto trabalhará em local fixo?
- A curto, médio ou longo prazo haverá aumento na demanda de ar comprimido?
- Qual é a tensão da rede?
- O ar utilizado precisará de tratamento?
Para a correta seleção de um compressor, é necessário saber:
1. Equipamentos pneumáticos que serão utilizados
2. Quantidade
3. Taxa de utilização (Fornecido pelo usuário)
4. Pressão de trabalho (Dado técnico de catálogo)
5. Ar efetivo consumido por equipamento
Exemplo: Uma pequena fábrica tem os equipamentos listados abaixo:
Primeiramente deve-se calcular o consumo de ar efetivo considerando a intermitência de cada equipamento.
Furadeira = 2 x 8 x 0,25 = 4,0 pcm
Lixadeira pneumática = 2 x 12 x 0,40 = 9,6 pcm
Pistola de pintura = 3 x 6 x 0,30 = 5,4 pcm
Guincho pneumático = 1 x 3 x 0,10 = 0,3 pcm
Bico de limpeza = 5 x 6 x 0,10 = 3,0 pcm
TOTAL = 22,3 pcm
Assim será necessário 22,3 pcm de ar efetivo e uma pressão máxima de 125 lbf/pol .
Como os compressores de ar de um estágio operam entre a pressão de 80 a 120 (faixa de ajuste do pressostato) não há pressão suficiente para funcionamento do guincho pneumático que necessita de 125 libras . Portanto, o correto é selecionar um compressor de 2 estágios – 175libras (135 a 175 libras).
Volume de Ar e Perdas
O ar atmosférico é composto basicamente de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e outros gases em pequenas quantidades.
No entanto, misturados a esta camada atmosférica de aproximadamente 50 km de espessura, temos uma série de outras moléculas que também ocupam espaço e que tem origem diversa como, poluentes industriais, dos motores de veículos, gases e partículas de combustão geral, poeiras, microorganismos, etc.
Soma-se ainda a isto, grande quantidade de água em estado gasoso (umidade relativa do ar), variável na sua proporção de acordo com a região e condições climáticas.
Todas estas características do ar atmosférico, somadas a fatores mecânicos e construtivos dos compressores, provocam uma perda no rendimento volumétrico do ar comprimido.
Esta perda é de aproximadamente 40% nos compressores de 1 estágio e de 30% nos de 2 estágios.
Portanto:
1 estágio - 80 a 120 psig e 100 a 140 psig - Perda de volume 40%
2 estágios - 135 a 175 psig - Perda de volume 30%
Exemplo:
Em um compressor de 10 pcm de 1 estágio, teremos efetivos: 6pcm
E, em um compressor de 10 pcmde 2 estágios, teremos efetivos: 7pcm
Observe que esta perda na proporção descrita é no VOLUME (vazão) de ar e não na pressão.
Note que:
Para o correto dimensionamento de um compressor, os fatores mais importantes a serem considerados são, em ordem de importância:
VAZÃO (volume de ar) e PRESSÃO (força do ar).
Regime de Intermitência
É fundamental considerar ainda, que nos compressores de pistão há um terceiro fator que é o regime de intermitência; ou seja, a relação de tempo que um compressor fica parado ou em funcionamento.
Nos compressores alternativos de pistão, a intermitência ideal é de 30%, de forma que num determinado período de trabalho, um compressor permaneça 70% do tempo em carga e30% em alívio.
Racionalização e Otimização do Uso de Ar Comprimido
Compressor de Ar
- Fazer a captação do ar ambiente de um local onde a temperatura seja a mais baixa possível;
- Realizar a manutenção rigorosa do compressor de acordo com o manual.
Linha de Ar Comprimido
- Procurar adequar o diâmetro da tubulação com a vazão de ar comprimido;
- Fazer a manutenção na rede eliminando vazamentos e desobstruindo passagens;
- Estudar e otimizar a instalação procurando eliminar componentes desnecessários (excesso de curvas e cotovelos, válvulas sem função).
Equipamentos de Tratamento
- Instalar filtros, reguladores e lubrificadores e fazer a manutenção;
- Nunca subdimensioná-los.
