Atps Maquinas Termcas

MÁQUINAS TÉRMICAS

COMPRESSORES

Este capítulo focaliza os compressores, particularmente os de fluxo axial e os centrífugos. Os compressores a pistão serão vistos mais adiante.

É realizada uma descrição geral dos tipos e aplicações.

Depois são abordados o diagrama de velocidades e as relações termodinâmicas

referentes a cada um destes dois tipos.

São apresentadas as variáveis adimensionais características da operação, e analisado

um mapa de desempenho do compressor.

Tipos de compressores:

• Compressores

Compressor de fluxo axial Compressor centrífugo

Os compressores de fluxo axial são aqueles em que o escoamento acontece na direção

do eixo do rotor. Eles são majoritariamente utilizados em turbinas a gás, articularmente,

as de maior tamanho.

Este tipo de compressores são construídos normalmente com múltiplos estágios, assim,

no caso de turbinas a gás, têm entre 8 e 16 estágios.

Os compressores de fluxo centrífugo se caracterizam porque o escoamento entra no rotor paralelo ao eixo e sai dele perpendicular ao mesmo. Eles são utilizados nos sistemas de turbo compressão em motores alternativos (de combustão interna a pistão). Embora, são também utilizados em certo tipo de turbinas a gás, particularmente aquelas de menor potência.

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, razões de pressão de 4:1 são as mais comuns neles. Novos desenvolvimentos na forma das pás e a utilização de ligas de titânio permitiram chegar até razões de pressão de 8:1 em compressores centrífugos de

um único estágio.

Quando se deseja obter maiores razões de pressão é necessário combinar este tipo de

compressor com um de fluxo axial, ou utilizar diretamente um compressor de fluxo axial.

Na fotografia podem ser apreciadas as características de uma turbina industrial. É uma

turbina de um único eixo. Nela pode apreciar-se o compressor, à esquerda, a câmara de

combustão e a turbina de potência.

O compressor consta de 11 estágios. O combustor é de forma anular, adequado para

diversos combustíveis, sólidos e gasosos.

Detalhe da boca de entrada do ar no compressor.

Fotos tiradas na visita realizada à oficina de reparos de turbinas, da PETROBRÁS, em Macaé. A visita e as fotos foram realizadas pela turma 1999-2000, do curso de extensão da FEM/UNICAMP: Engenharia de Gás Natural.

Detalhe do compressor, observar o formato das pás, e o raio do tubo central. O tamanho do tubo central vá aumentando a medida que o ar vá sendo comprimido e avança ao longo do eixo. As pás, em troca, vão sendo cada vez de menor tamanho. Observar o formato das pás

.

Detalhe das últimas fileiras de pás do compressor e entrada do ar na câmara de combustão.

COMPRESSORES – FLUXO CENTRÍFUGO

São compressores cujo escoamento entra paralelo ao eixo e sai em sentindo perpendicular ao mesmo é formado por entrada rotor difusor e coletor.

Faixas para direcionar o escoamento.

O rotor possui palhetas que de acordo com o formato cedem energia cinética ao fluido e direcionem o escoamento perpendicularmente ao eixo.

O difusor dissipa energia cinética mais cede energia de pressão ao escoamento.

O coletor acumula ar pressurizado.

Compressores Centrífugos – Detalhes Construtivos

TIPOS DE COMPRESSORES – CENTRÍFUGOS

partes componentes de um detalhes de compressor

compressor centrífugo, ou rotrex:

turbocompressor:detalhes

de compressor compressor

centrífugo, ou turbocompressor:

Aplicação

a grande aplicação detes equipamentos é no sistema de turbocompressão em motores de combustão interna;

_ possui aplicação em sistemas de refrigeração de médio porte, na

produção de 400 tr, em média;

_ é mais utilizado para se obter pressões mais baixas (se comparadas às pressões alcançadas por compressores de fluxo axial) em faixas amplas de fluxo mássico;

_ as formas das palhetas do rotor e o material do qual elas são feitas são muito importantes para determinar a pressão de ejeção do fluido.

O objetivo de um compressor é pressurizar o gás, o que implica em aumentar sua entalpia. À esquerda do slide é mostrado o processo num diagrama entalpia – entropia (h-s). O gás entra na condição 1, 01 é a condição de estagnação, e chega até o estado 2, com uma certa energia cinética, a condição de estagnação correspondente é 02. Normalmente o processo é praticamente adiabático, mas acontece geração interna de entropia devido à viscosidade do gás, que produz perdas por atrito interno. Devido a esta característica, o processo real