O documento descreve os componentes e funcionamento de uma central de ar comprimido, incluindo a produção, qualidade e fatores que influenciam a pureza do ar comprimido. Descreve também os tipos de filtros e secadores usados para remover impurezas como água, óleo e partículas do ar.

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SENAI - PAOCP
Data Outubro/2001
PAOCP Utilidades Ar Comprimido – API e APS
UTILIDADES
DIMAS VASCONCELOS RODRIGUES NETO
WANDERLEY DAVID PEREIRA

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API e APS
Compressores e Secadores

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CENTRAL DE AR COMPRIMIDO
Produz o ar necessário para atender a demanda da fábrica com a
qualidade requerida para fins diversos.
Consumidores
Função
Basicamente, os consumidores da planta exigem duas qualidades de ar:
- Ar comprimido isento de óleo (APS), utilizado em ferramentas
pneumáticas e outras aplicações de consumo esporádico, que não exigem
qualidade refinada;
- Ar comprimido seco e isento de óleo (API), utilizado em
instrumentos e onde é exigida alta pureza.

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CENTRAL DE AR COMPRIMIDO
O ar é uma mistura de vários outros gases, tendo respectivamente
como seus componentes principais nitrogênio e oxigênio.
Como o ar é uma mistura mecânica e não uma substância química,
seus componentes podem ser separados. Isto é feito normalmente por
resfriamento do ar a -196 °C, temperatura a partir da qual os vários
componentes são separados por destilação fracionada.
Teoria

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Componentes Porcentagem por Volume
Nitrogênio
Oxigênio
Argônio
Dióxido de Carbono
Neônio
Hélio
Metano
Criptônio
Monóxido de Carbono
Óxidos Nitrosos
Hidrogênio
Ozônio
Xenônio
Dióxido de Nitrogênio
Iodo
Radônio
78.09
20.95
0.93
0.03
0.0018
0.00052
0.00015
0.0001
0.00001
0.00005
0.00005
0.00004
0.000008
0.0000001
2 x 10 -11
6 x 10 -18

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CENTRAL DE AR COMPRIMIDO
O ar atmosférico sempre contém alguma umidade proveniente da evaporação
da água de rios, lagos, etc. A pressão "total" do ar úmido resulta da soma das pressões
parciais do vapor de água e do ar seco.
Pressão total do ar comprimido
A umidade do ar pode ser diminuída pelo seu resfriamento o qual causa a
redução da sua pressão de saturação (capacidade de retenção de água), tornando esta
última variável igual a pressão parcial do vapor, ou seja, saturando o ar e causando a
condensação da sua umidade.
Eliminando a umidade através da redução da pressão de saturação

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CENTRAL DE AR COMPRIMIDO
É a temperatura onde se inicia a condensação da água a uma determinada
pressão.
Ponto de Orvalho
O grau de umidade pode ser expressado de várias formas, sendo a mais
comum pela "umidade relativa" que é a relação entre a pressão parcial do vapor e a
pressão de saturação na temperatura do ar.
Como expressar o grau de umidade do ar?

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CENTRAL DE AR COMPRIMIDO
Se um dado volume de ar saturado com vapor de água (umidade relativa
100%) é comprimido até o dobro da pressão absoluta, seu volume se reduzirá à metade
se a temperatura for mantida constante. Isto significa que sua capacidade de reter o
vapor de água também foi reduzida pela metade. O excesso de vapor será precipitado
como água.
A compressão influencia na retenção de água no ar
Num compressor, entretanto, a temperatura aumenta durante a compressão.
A capacidade de retenção de água pelo ar praticamente dobra a cada aumento de
temperatura de 11 K e desta forma nenhuma água é precipitada dentro do compressor.
A precipitação ocorre no resfriador intermediário e na linha de ar onde existe um certo
resfriamento.
Então, porque não acumula água dentro do compressor?

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CENTRAL DE AR COMPRIMIDO
- Pureza, ligada à quantidade de sólidos, líquidos e poluentes gasosos
presentes no mesmo;
- Nível de pressão e sua variabilidade;
- Quantidade de lubrificante presente.
Definição da qualidade do ar comprimido no ponto de sua utilização

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CENTRAL DE AR COMPRIMIDO
- Qualidade do ar local a ser comprimido (presença de poluentes);
- Filtro de admissão;
- Tipo do compressor utilizado;
- Manutenção do compressor;
- Resfriador posterior;
- Sistema de distribuição ("lay-out", material);
- Secador de ar.
O que pode influenciar a pureza do ar?

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CENTRAL DE AR COMPRIMIDO
O ar aspirado no compressor contém água em uma quantidade proporcional a
temperatura ambiente local, podendo ainda estarem presentes outras substâncias
químicas que possam trazer danos ao compressor, neste caso o uso de “filtro
químico” torna-se importante.
Em relação a presença de materiais sólidos, o filtro de ar reduz o número de
partículas no ar aspirado em aproximadamente 25%, o que representa a nível de massa
96% a 99% do total. (filtros mecânicos)
Os sólidos presentes nos sistemas de ar comprimido apresentam uma grande
variação de dimensões, variando desde partículas microscópicas até pedaços de
limalha.
A importância do uso de filtros Químicos ou Mecânicos

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CENTRAL DE AR COMPRIMIDO
Após o compressor, partículas tais como óxido de ferro (ferrugem)
podem se incorporar ao ar. Tais contaminantes podem apresentar dimensões razoáveis,
podendo inclusive bloquear orifícios de instrumentos ou ferramentas. Desta forma
também deve se instalar filtros após o compressor para a retirada de tais partículas.
Obstrução de orifícios de válvulas pneumáticas
A água na forma de gotículas, ou vapor, é um dos piores
contaminantes presentes no ar, quer pela possibilidade de congelamento bloqueando as
linhas para instrumentos e ferramentas, ou pela formação de emulsão com óleo que
pode causar a erosão dos materiais dos equipamentos onde o ar for utilizado.
Problemas causados pela água no ar de instrumento

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CENTRAL DE AR COMPRIMIDO
Nos compressores que possuem a câmara de compressão
lubrificada, o ar descarregado é inevitavelmente poluído por óleo. A maior parte deste
óleo será, entretanto, retida nos separadores de condensado dos resfriadores
intermediários e posteriores, juntamente com a água condensada. Os testes tem
mostrado que somente cerca de uma terça parte deste óleo permanece no ar que sai do
resfriador posterior. No caso de ainda se desejar um menor nível de contaminação
podem ser instalados na linha de ar, filtros especiais, removedores de óleo.
Como separar o óleo do ar

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CENTRAL DE AR COMPRIMIDO
Secadores de Ar
A remoção da água é feita normalmente em secadores do tipo adsorção ou
refrigeração
Classificação dos compressores quanto a lubrificação
• Isento de óleo
• lubrificado

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