Compressão do ar
Guia do ar comprimido
A vida na Terra depende de uma bolha de gás, a atmosfera, que rodeia o nosso planeta. Esta bolha protectora estende-se por cerca de 1000 quilómetros no espaço. O que normalmente chamamos de “ar” é uma mistura de gases, composta principalmente por azoto, oxigénio e uma quantidade maior ou menor de vapor de água. O ar também contém pequenas quantidades de gás inerte e, infelizmente, muita poluição sob a forma de hidrocarbonetos produzidos pelo homem. A composição do ar quase não muda para uma altitude de pouco mais de três quilómetros.
Esta pressão corresponde ao peso de uma coluna de ar com uma base de 1 cm² e uma altura de 1000 km, ou seja, desde a superfície da terra até ao limite superior da atmosfera.
A pressão de ar diminui à medida que a altitude aumenta. É reduzido para metade a cada 5 km de subida, e dizemos "que o ar se torna mais fino".
Sobre o ar comprimido
Ao contrário dos líquidos, o ar pode ser compressado, ou seja , um determinado volume de ar pode ser reduzido aumentando a pressão.
A compressão é efectuada numa máquina com uma fonte de alimentação: Um compressor. Na sua forma mais simples, um compressor pode ser a bomba utilizada para encher um balão e uma pessoa a fonte de alimentação.
O ar é aspirado para dentro da bomba e é reduzido para aproximadamente 1/4 de seu volume original. Por conseguinte, a pressão de ar no interior do balão é quatro vezes superior à pressão atmosférica. Introduzimos ar na bola.
A pressão atmosférica absoluta é de aproximadamente 1 bar.
A pressão de ar num balão pode ser especificada de diferentes formas:
- Igual a quatro vezes a pressão atmosférica absoluta, 4 bar,
- Como excesso de pressão, 3 bar, ou
- Como 3 bar (entendido como excesso de pressão).
Unidades
Pressão atmosférica
No sistema internacional de unidades, Pa (Pascal) é a unidade básica de pressão aceita.
Uma vez que 1 pascal corresponde a uma pressão muito pequena, ao falar sobre o ar comprimido, a unidade é normalmente utilizada:
KPa (1 kilopsmiles = 1000 Pa) ou MPa (1 megapsmiles = 1000 kPa)
A pressão de ar geral na superfície da Terra pode ser especificada de diferentes formas, com mais ou menos o mesmo significado:
1 atm (atmosphere) = 1 kp/cm² (kilpondio/cm²)
100 kPa (quilopastais) = 1 bar
Ar comprimido
A pressão do ar comprimido é normalmente especificada como sobrepressão, ou seja, uma pressão superior à pressão atmosférica normal. É normalmente uma expressão implícita, mas às vezes clarifica-se adicionando uma (e), kPa(e). A pressão de trabalho de um compressor é geralmente especificada como sobrepressão.
A capacidade do compressor
A capacidade de um compressor, ou seja, a quantidade de ar comprimido que pode fornecer por unidade de tempo, está especificada em:
l/min (litros/min), l/seg (litros/segundo) ou m³/min (metros cúbicos/minuto).
A capacidade refere-se ao ar expandido à pressão atmosférica.
Uma (N) antes da expressão, por exemplo (N) l/s representa "normal" e significa que a especificação do volume é aplicada a uma pressão ambiente e a uma temperatura específica. Na maioria dos casos, (N) l/seg é equivalente a l/seg.
Qual é a diferença entre o deslocamento do pistão e o fluxo de ar real fornecido?
Os dados técnicos fornecidos pelos nossos compressores de pistão indicam o volume de deslocamento do pistão. É a quantidade de ar que o compressor aspira. Uma vez comprimido, obtemos o ar livre fornecido, que é sempre regulado a uma determinada pressão.
O que contém o ar comprimido?
O ar comprimido que produz um compressor naturalmente contém os mesmos elementos que o ar ambiente aspirado. O vapor de água também é comprimido, pelo que o ar comprimido contém humidade.
O ar comprimido de um compressor com óleo e óleo também contém pequenas partículas de óleo do sistema de óleo de compressor.
Dependendo da utilização do ar comprimido, existem diferentes requisitos para que seja considerado aceitável em termos de contaminação. Em muitas ocasiões, é necessário melhorar a qualidade do ar comprimido secando-o para reduzir a humidade e filtrando-o para remover óleo e outras partículas. A qualidade do ar comprimido pode ser definida em diferentes graus de acordo com um sistema internacional, pode conhecer todos os detalhes nestaligação sobre a qualidade do ar comprimidoe a sua classificação através da norma ISO.
O que acontece quando o ar é mais pesado?
Calor
A energia fornecida ao compressor é totalmente transformada em calor durante o processo de compressão, independentemente do tipo de compressor. Assim, a produção de calor total é sempre igual à potência absorvida.
Assim, um compressor relativamente pequeno com um motor de 3 kW gera calor e sauna. Para melhorar o orçamento total de um compressor, este calor pode ser recuperado para aquecimento local.
Para evitar o sobreaquecimento, o arrefecimento do compressor tem de ser correctamente concebido. O arrefecimento é geralmente feito com ar ou, em alguns casos, com água.
Vapor de água
Após a compressão e um determinado arrefecimento, o ar comprimido é satura com vapor de água e atinge uma humidade relativa de 100%. À medida que o ar comprimido passa pelos refrigeradores do sistema, este vapor condensa-se sob a forma de água. A temperatura à qual ocorre é designada por ponto de ponto de ordem.
Desta forma, encontramos condensados no ar, nos reservatórios e nas tubagens. Para separar a água nos nossos sistemas de ar comprimido , podem ser utilizados separadores de água/óleo PUSKA. A quantidade de condensados depende de quatro factores:
- A quantidade de vapor de água no ar ambiente
- A quantidade de ar que está a ser elevada
- A queda de temperatura do ar comprimido após a compressão
- A pressão do ar comprimido.
O ar comprimido como fonte de energia
A extracção de energia do ar comprimido é vantajosa em muitos aspectos. Em primeiro lugar, como fonte de energia, o ar comprimido é limpo e inócuo e, em segundo lugar, também pode ser utilizado para tarefas tão diversas como utilizar ferramentas e pistões para mover ou arrefecer materiais.
É necessária uma fonte de energia externa para accionar um compressor, normalmente um motor eléctrico ou de combustão interna. A potência teoricamente necessária para comprimir o ar até um determinado volume e uma determinada pressão é fixa e não pode ser alterada.
Durante a compressão, ocorre uma certa perda de energia, o que afeta a necessidade de energia total do sistema. Assim, analisaremos a necessidade de energia específica de um compressor, ou seja, a energia real necessária para comprimir um volume de ar dado a uma pressão específica, para além da perda de potência no compressor.
Para comprimir o ar para 7 bar num compressor industrial moderno, é necessária uma potência aproximada de 6,5 kW/m³/min. Um aumento ou diminuição da pressão de 1 bar resulta num aumento ou diminuição da energia necessária de cerca de 7%.
