Compressores parafuso

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Faculdades UNICEN Tecnólogo em Mecanização Agrícola Fundamentos de Hidráulica e Pneumática

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Compressores Parafuso
Introdução Os compressores parafuso são hoje largamente usados em refrigeração industrial para a compressão de amônia e outros gases. Conceitualmente simples, a geometria dessas máquinas é de difícil visualização, e muitas pessoas utilizam os compressores parafuso, tendosomente uma vaga idéia de como eles realmente operam. Uma compreensão dos princípios básicos de sua operação irá contribuir para a sua correta utilização, evitando problemas e alcançando um melhor desempenho global da instalação.

Construção Um compressor parafuso típico, selado com óleo, é uma máquina de deslocamento positivo que possui dois rotores acoplados, montados em mancais para fixar suasposições na câmara de trabalho numa tolerância estreita em relação à cavidade cilíndrica. O rotor macho tem um perfil convexo, ao contrário do rotor fêmea, que possui um perfil côncavo. A forma básica dos rotores é semelhante à uma rosca sem-fim, com diferentes números de lóbulos nos rotores macho e fêmea (Figura 18). Freqüentemente, os rotores macho têm 4 e os fêmeas 6. Alguns compressores comtecnologia mais recente, possuem a configuração 5+7. Qualquer um dos dois rotores pode ser impulsionado pelo motor. Quando o rotor fêmea é acoplado ao motor com uma relação entre os lóbulos de 4+6, a capacidade é 50 % maior que o acoplamento feito no rotor macho, sob as mesmas condições. O torque é transferido diretamente de rotor para rotor e o sentido da rotação é fixo. O dispositivo de acionamentoé geralmente conectado ao rotor macho, e este aciona o rotor fêmea por meio de uma película de óleo.

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Figura 18. Geometria básica de um compressor parafuso. O ciclo de operação possui três fases distintas : sucção; compressão; descarga.

Vedação Todos os compressores parafusoutilizados em refrigeração utilizam injeção de óleo na câmara de compressão para lubrificação, vedação e resfriamento. A vedação entre os diferentes níveis de pressão compreende uma estreita faixa entre o engrenamento dos rotores e a periferia dos mesmos na câmara de compressão. O óleo é injetado diretamente na câmara de compressão em uma quantidade suficiente, de forma a minimizar o vazamento eresfriar o gás. Posteriormente, este óleo é separado do gás em um separador de óleo. A utilização da quantidade adequada de óleo, permite que este absorva a maioria do calor proveniente da compressão, fazendo com que a temperatura de descarga seja baixa, mesmo quando a razão de compressão for alta. Por exemplo, operando numa razão de compressão 20:1 em simples estágio com amônia sem injeção de óleo, atemperatura de descarga pode chegar a 340ºC. Com o resfriamento de óleo, esta mesma temperatura não excede 90ºC. Entretanto, operando a 20:1 ou mesmo numa razão mais alta e em simples estágio, não há como superar a eficiência dos sistemas de duplo estágio, que não danificam o compressor. As instalações com sistema de duplo estágio são bastante comuns hoje em dia.

Princípios de Operação Umcompressor parafuso pode ser descrito como uma máquina de deslocamento positivo com dispositivo de redução de volume. Esta ação é análoga à de um compressor alternativo. É útil referir-se ao processo equivalente efetuado por um compressor alternativo, para se entender melhor como funciona a compressão em um compressor parafuso. O gás é comprimido simplesmente pela rotação dos rotores acoplados. Estegás percorre o espaço entre os lóbulos enquanto é transferido axialmente da sucção para a descarga.

Sucção Quando os rotores giram, os espaços entre os lóbulos se abrem e aumentam de volume. O gás então é succionado através da entrada e preenche o espaço entre os lóbulos, como na Figura 19. Quando os espaços entre os lóbulos alcançam o volume máximo, a entrada é fechada.
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