Compressores Centrifugos

Compressores centrífugos

Instituto Federal Fluminense

Técnico em mecânica

Silvio Eduardo T.P.da Silva

1-Introdução

Dá-se o nome de compressor à máquina que tem por finalidade principal aumentar a pressão de um fluido compressível (gás ou vapor) acima da pressão atmosférica até atingir a pressão necessária para o seu escoamento.

Podem ser requeridas para as mais variadas condições de operação, de modo que toda a sua sistemática de especificação, projeto, operação, manutenção depende, fundamentalmente da aplicação.

Um compressor, como qualquer equipamento de fluxo, tem seu comportamento influenciado pelas características do processo no qual ele está inserido. No caso dos compressores, toda essa influência pode ser precisamente representada por dos quatro parâmetros considerados como características do sistema.

• Pressão de sucção (P1);

• Temperatura de sucção (T1);

• Natureza molecular do gás (composição);

• Pressão de descarga (P2).

Figura 1 – Esquema ilustrativo do ar sendo admitido no compressor onde recebe um aumento de pressão para em seguida ser direcionado pela descarga.

Assim, é possível considerar que os valores instantaneamente assumidos por esses parâmetros definem todas as grandezas associadas ao desempenho do compressor, tais como: Vazão de operação (volumétrica ou mássica), Potência de compressão, Temperatura de descarga, Eficiência e intensidade de esforços.

Os compressores podem ser classificados em :

Figura 2 - Classificação dos compressores segundo seu tipo.

Cada tipo de compressor apresenta uma série de características e capacidades diferentes a Tabela 1 abaixo demonstra as a característica de cada compressor de acordo com o seu principio de funcionamento.

Tabela 1- Principais características de um compressor Alternativo, Rotativo, Centrifugo e Axiais.

Assim podemos dividir os compressores em dois tipos: Volumétricos e dinâmicos.

COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS

Nos compressores volumétricos ou de deslocamento positivo, a elevação de pressão é conseguida através da redução do volume ocupado pelo gás. Operam em um ciclo de funcionamento, onde se tem diversas fases para atingir a elevação de pressão e manter o escoamento. Trata-se, pois de um processo intermitente, no qual a compressão propriamente dita é efetuada em um sistema fechado, isto é, sem qualquer contato com a sucção e a descarga.

COMPRESSORES DINÂMICOS

São também chamados de compressores cinéticos ou turbo compressores. Comprimem o gás pela ação dinâmica de palhetas ou impulsores rotativos (Impelidores), que imprimem velocidades e pressão ao gás.

Nesses compressores a elevação de pressão é obtida pela variação de velocidade de fluxo continuo de gás. Estes compressores são indicados para movimentação de grandes volumes, a baixa ou média razão de compressão (relação entre a pressão de descarga e a pressão de sucção).

Operam a alta rotação e são geralmente acionados por motores elétricos ou turbinas a gás. Existem somente dois tipos de compressores dinâmicos: os centrífugos e os axiais, ambos rotativos.

COMPRESSORES CENTRIFUGOS

São também chamados de radiais. Possuem um impelidor (ou uma série de impelidores) montado em um eixo e dotado de palhetas que se dispõem na direção do raio do impelidor, geralmente encurvada no sentido inversão da rotação do eixo. O impelidor é um órgão 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 pressão. Posteriormente, o escoamento estabelecido no impelidor é recebido por um órgão fixo denominado difusor, cuja função é promover a transformação da energia cinética do gás em energia de pressão. Os compressores dinâmicos efetuam o processo de compressão de maneira contínua.

Os compressores centrífugos são mais adequados quando se precisa trabalhar numa faixa mais ampla de fluxo mássico (variável), sem mudar a rotação. Este tipo de compressor é mais adequado para baixas pressões.

Componentes

Os compressores centrífugos são constituídos por componentes estacionários e centrífugos.

O grupo rotativo é constituído pelos impelidores, eixo, pistão de balanceamento e anel de escora. O grupo estacionário é constituído pela carcaça, bocais de sucção e descarga, e diafragma sendo neste composto de condutos como o difusor, curva de retorno e canal de retorno.

Figura xx – Principais componentes de um compressor centrifugo

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Principio de Funcionamento

Compressores centrífugos, possuem um impelidor (ou uma série de impelidores) montado em um eixo e dotado de palhetas que se dispõem na direção do raio do impelidor, geralmente encurvadas no sentido inverso ao da rotação do eixo.

Sob o efeito da rotação, forma-se uma corrente de gás que é aspirado pela parte central do impelidor e projetado para a periferia, na direção do raio, pela ação da força centrífuga, alcançando os difusores.

Figura 3 - Fluxo do Fluído no Rotor movimentado por um impelidor.

Sob o efeito da rotação, forma-se uma corrente de gás que é aspirado pela parte central do impelidor e projetado para a periferia, na direção do raio pela ação da força centrifuga, alcançando os difusores.

Em função das diferenças entre seus princípios de funcionamentos, as características construtivas são bastante diferentes proporcionando