Compressores

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UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE – Faculdade de Engenharia

Termodinâmica

1º semestre de 2006
2º ano

1

Compressão De Gases
Os gases ou vapores comprimidos têm ampla utilização na indústria.
Os compressores são máquinas que servem para comprimir gases com
um grau de aumento da pressão maior de 1,1. Os ventiladores podem
considerar-se como um caso particular de compressores, a única
diferença éque a razão entre as pressões de saída e de entrada é
pequena.
Pelo método de compressão distinguem-se:
compressores volumétricos, onde a compressão realiza-se a custa
da diminuição do volume do fluido em câmaras estanques, tais
como os compressores de êmbolo com movimento alternativo,
compressores rotativos compressores de parafuso, de palhetas de
pêndulo, de pistão rotativo,
compressores espiraistipo Skroll que apareceram no mercado
mundial no final dos anos 1980-s.
compressores centrífugos, axiais etc. Que são compressores de
compressão cinética, onde o processo ocorre devido a
transformação da energia cinética do jacto do gás em energia
potencial com aumento da pressão.
Prof. Doutor Engº Jorge Nhambiu

2

Compressão De Gases

compressores rotativos

compressores centrífugos

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3

Compressão De Gases

compressores de êmbolo com
movimento alternativo

compressores axiais

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Compressão De Gases
De acordo com a natureza do movimento principal, os compressores
podem ser classificados em:
alternativos e
rotativos.

os compressores rotativos dividem-se em compressores
de engrenagens
de fluxo tangencial,
de fluxo axialou helicoidais,
de palhetas,
de pistão rotativo,
centrífugos, radiais, axiais, etc.

Os compressores centrífugos e axiais, chamados também de
ventiladores centrífugos ou helicoidais quando de baixa pressão e
turbocompressores, quando de vários estágios e altas pressões, são
designados maquinas de fluxo, nas quais se obtém a compressão pela
aceleração centrifuga ou axial do fluido.

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Esquema de um compressor
Apesar dos diversos princípios de compressão nas diferentes
construções, a análise termodinâmica do processo de compressão de
gases de todos os compressores volumétricos pode ser feita da
mesma maneira, razão pela que estuda-se com detalhe apenas os
compressores de êmbolo.
1

4
5

2
3

1 – Cilindro
2 – Êmbolo ou Pistão
3 – Manivela - Biela
4 – Válvulade Admissão
5 – Válvula de Escape
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Diagrama de Indicação de um compressor
P
3

2

0-1: Admissão do gás
1-2: Compressão politrópica
2-3: Escape do gás

P2

P1
0

1
V2

V1

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Compressão De Gases
Para o cálculo termodinâmico do compressor determina-se o trabalho gasto
para obter 1 kg de gás comprimido. Considerando todos osprocessos
reversíveis, o trabalho específico produzido pelo motor que põe em
movimento o compressor ideal será:
2

Onde:

l o = P1 v 1 − P2 v 2 + ∫ Pdv ,

(2.1)

1

2

∫ Pdv

é o trabalho de compressão do gás;

1

P1v1 - o trabalho efectuado durante de enchimento do cilindro pelo gás ou
trabalho de aspiração;
P2v2 - o trabalho gasto para expulsar o gás comprimido ou trabalho de
descarga.
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Compressão De Gases
Tendo em conta que

P v1 − P2 v2 = − ∫ d (Pv ) , obtém-se
1

l c =− d (Pv) + ∫ Pdv = - ∫ vdP = - W12


(2.2)

Assim, o trabalho teórico que gasta-se no compressor de um
estágio é igual ao trabalho de variação da pressão e no diagrama
PV representa-se pela área 0-1-2-3-0. O sinal menos significa que o
trabalho tem de ser fornecido ao compressor de umafonte externa.

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Compressão De Gases
P
3

2

2’ 2’’
n=k

n=1
1< n < k
W12
1
0
V

Do diagrama PV
consegue notar-se que
a compressão
isotérmica dá a área
mínima 0-1-2-3-0, o
que significa que o
trabalho gasto para
accionar o compressor
W12 é mínimo também.

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Compressão De Gases
T

2’’
P2

q12

2’
P1

2

S2

1

S2’

S2’’

S

Para...
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