Compressores

3.2
Compressor Axial
O compressor axial é um compressor dinâmico formado por um ou mais estágios de compressão, sendo cada estágio composto por um par rotor/estator, onde o fluido de trabalho escoa paralelo ao eixo do rotor. O estator é formado por palhetas estacionárias, enquanto o rotor é envolvido por uma série de palhetas móveis.
O ar, fluido de trabalho admitido no compressor, é acelerado pelo rotor e desacelerado pelo estator, onde a energia cinética é convertida em entalpia com conseqüente ganho de pressão estática. Este processo é repetido em outros estágios até que a razão de pressão desejada seja alcançada.
Em cada estágio do compressor axial, a elevação de pressão é bem pequena devido aos limites de difusão impostos. Esses limites devem-se ao fato de o processo de difusão estar sujeito a um gradiente adverso de pressão, que pode causar descolamento e fluxo reverso quando o compressor estiver operando fora das condições de projeto, [18].
Dessa forma, os compressores axiais possuem vários estágios para garantir uma maior razão de pressão. A Figura 3.3 mostra o diagrama dos vetores de velocidades através dos estágios. No caso da turbina a gás, os compressores axiais normalmente possuem entre 8 e 16 estágios.
Quando o compressor opera fora das condições de projeto, os ângulos de incidência vão se aproximando de seus limites e as perdas aumentam, resultando em uma eficiência de compressão muito baixa, [2].
A linha de surge representa o limite de operação da máquina e está associado a um fenômeno do descolamento da camada limite da superfície do perfil aerodinâmico das palhetas denominado stall. Este fenômeno impede o aumento da pressão do compressor, causando uma oscilação aerodinâmica que prejudica a turbina a gás, [13].
A surge margin (SM) mostra o quanto o ponto de operação está próximo a linha de surge, e é definida pela equação (3.1), [19].