Ensaio de Compressor de Embolo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
Instituto de Engenharia Mecânica

Ensaio nº 01: Ensaio de Compressor de Êmbolo

Disciplina: EME706 – Sistemas Térmicos I

Curso: Engenharia Mecânica

Alunos: Mateus Rotiliano Azevedo – 27923

             Vitor Araujo Fernandez – 27034

Professor: Luiz Fernando Valadão Flôres

Turma: T01

Dia e Hora: 20/04/2016 às 10:10 h

Itajubá, 1º semestre de 2016

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO        02
2. OBJETIVOS        03
3. SUMÁRIO        04
4. RECOMENDAÇÕES        05
5. DESENVOLVIMENTO        06

1. Considerações Teóricas        06
2. Esquema do Banco de Ensaio        07

1. Características        08

1. Grandezas Medidas        09
2. Técnica de Ensaio        10
3. Formulário        10
4. Resultados Obtidos        14
5. Memorial de Cálculos        19

1. CONCLUSÕES        23

REFERÊNCIAS         24

APÊNDICE A        25

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1. INTRODUÇÃO

Os compressores de ar são máquinas térmicas geradoras que possuem a função de manter pressão diferente da atmosférica em um meio, ou seja, são máquinas que aumentam a pressão de um gás ou mistura de gases.

O tipo mais comum de compressor são os compressores a pistão alternativos, que são capazes de fornecer altas pressões, porém com baixas vazões. Esse tipo de compressor, também chamado de compressor de êmbolo, é constituído de um cilindro no interior do qual se desloca o êmbolo ou pistão.

O aumento da pressão no interior do cilindro ocorre por meio da transformação do movimento rotativo de um virabrequim em movimento retilíneo do pistão, que comprime o ar quando as válvulas de controle estão fechadas.

Sendo o compressor uma máquina largamente utilizada na indústria, é de suma importância que se realize um ensaio de recepção do compressor, a fim de averiguar se o compressor está funcionando conforme o que foi especificado pelo fabricante.

1. OBJETIVOS

Este relatório possui o objetivo de determinar as características de funcionamento do compressor PRIMAX, série 525, modelo 40V1080, por meio da realização de um ensaio padrão, também chamado de ensaio de recepção. Objetiva-se também conhecer os tipos de compressores, suas finalidades, operação e funcionamento, além da execução do traçado do diagrama de energia do compressor.

1. SUMÁRIO

O ensaio realizado foi um ensaio de recepção de um compressor alternativo de dois estágios, por meio de um banco de ensaio equipado com vários instrumentos para medição das principais grandezas de funcionamento do compressor, como por exemplo manômetros, termômetros bimetálicos, medidores de vazão, etc.

A partir das medidas obtidas e das grandezas calculadas, obteve-se um rendimento global do compressor de aproximadamente 13%, um rendimento muito baixo, que é ilustrado pelo Diagrama de Sankey obtido, onde são mostrados grandes valores de perdas de energia no processo de compressão.

Em contrapartida, verificou-se que a refrigeração do compressor foi satisfatória, pois os índices da politrópica dos processos de compressão foram próximos do valor ideal.

1. RECOMENDAÇÕES

Devido ao baixo rendimento do compressor, não é recomendada a sua utilização em aplicações que exijam elevados períodos de funcionamento, já que o consumo de energia do compressor ensaiado é mais alto do que o normal.

No entanto, para usos não frequentes, o compressor ainda é recomendado, já que ele atende às condições de vazão e pressão de ar especificadas e possui também uma refrigeração satisfatória.

Além disso, recomenda-se que sejam realizadas manutenções mais frequentes, a fim de se reduzir possíveis perdas causadas por componentes em mau estado. Em particular, recomenda-se a troca da correia que transmite a potência do motor elétrico para o eixo do compressor, já que se observou, em determinados momentos, que a correia estava patinando.

1. DESENVOLVIMENTO

1. CONSIDERAÇÕES TEÓRICAS

O compressor é um equipamento que possui a finalidade de aumentar a pressão de um gás ou mistura de gases, sendo o ar o fluido utilizado. Os compressores são formados pelo equipamento de compressão propriamente dito, um motor (normalmente elétrico) que fornece a potência para a compressão, reguladores, etc.

Os compressores podem ser classificados em dois tipos principais: Compressores Dinâmicos (Fluxo) ou Compressores de Deslocamento Positivo (Volumétricos). Os Compressores Dinâmicos elevam a pressão por meio da conversão de energia cinética em energia de pressão durante a passagem do ar pelo compressor, enquanto que os Compressores de Deslocamento Positivo trabalham com um sistema fechado onde a energia mecânica de eixo é convertida diretamente em energia de pressão, por meio da diminuição do volume ocupado pelo ar.

Além disso, os compressores podem ser classificados de diversas formas de acordo com suas principais características. O compressor ensaiado é um Compressor de Deslocamento Positivo do tipo alternativo (a pistão). Ele pode, ainda, ser classificado dos seguintes modos:

• Simples efeito (tronco): a admissão de ar ocorre de um lado do pistão;
• Policilíndrico: é composto por dois cilindros;
• Compressor de dois estágios;
• Compressor com cilindros dispostos em V;
• Compressor com válvulas automáticas;
• Refrigeração direta (ar), etc.

Os compressores alternativos funcionam por meio de um sistema biela manivela que converte o movimento rotativo de eixo em movimento retilíneo de pistão. A cada volta da árvore de manivelas completa-se um ciclo de funcionamento do compressor, que é composto por 4 etapas.