O documento discute a produção e propriedades do ar comprimido. Descreve os tipos de compressores, incluindo volumétricos e dinâmicos, e como eles funcionam para comprimir o ar. Também aborda os processos de refrigeração e distribuição do ar comprimido para uso em máquinas e equipamentos pneumáticos.

1. TRABALHO DE PNEUMÁTICA

2. Introdução REGRAS DE SEGURANÇA CARACTERISTICAS DO AR PROPRIEDADES DO AR COMPRIMIDO VANTAGENS DO AR COMPRIMIDO DESVANTAGENS DO AR COMPRIMIDO GRANDEZAS FISICAS DO AR COMPRIMIDO LEIS PRODUÇÃO DE AR COMPRIMIDO COMPRESSORES ACCIONAMENTOS DE COMPRESSORES REFIGERAÇÃO REDE DE DISTRIBUIÇÃO EQUIPAMENTOS RESUMO

3. REGRAS DE SEGURANÇA 1º. Para fazer modificações ou intervenções num sistema pneumático, este nunca deve estar sob pressão. Em caso de emergência, desligar a válvula corte de ar parcial, ou de corte geral do sector ou da própria central de ar comprimido.

4. REGRAS DE SEGURANÇA 2º. Deve-se sempre tomar as devidas precauções para evitar que uma instalação de ar comprimido possa ser posta sob pressão.

5. REGRAS DE SEGURANÇA 3º. A manobra de abrir uma válvula de corte geral ou parcial, Deverá ser feita lentamente .

6. REGRAS DE SEGURANÇA 4º. Utilizar sempre a pressão aconselhável pelo fabricante do acessório ou ferramenta para evitar danificar o acessório ou ferramenta e ainda o consumo desnecessário de energia.

7. REGRAS DE SEGURANÇA 5º. Não direccionar jactos de ar para a pele, boca, olhos, nariz e nunca usar o ar para sacudir poeiras da cabeça e do vestuário.

8. REGRAS DE SEGURANÇA 6º. Em caso de rebentamento de uma mangueira ou de uma fuga num dispositivo pneumático deve-se desligar a válvula de segurança.

9. REGRAS DE SEGURANÇA 7º. Nunca trabalhar junto de máquinas movimentadas com cilindros pneumáticos, que possam estar com pressão mesmo com a máquina desligada, sem que primeiro tome providências para evitar qualquer movimento destes.

10. CARACTERISTICAS DO AR A superfície terrestre encontra-se totalmente cercada por uma camada de ar. Este ar que é de interesse vital, é uma mistura gasosa de 78% de Nitrogénio, 21% de Oxigénio e ainda vestígios de outros elementos como sejam, dióxido de carbono, argónio, hidrogénio, neónio, hélio, criptónio e xenónio.

11. AR COMPRIMIDO O ar comprimido necessita de uma boa preparação para realizar o trabalho proposto: Remoção de impurezas; Eliminação de humidade para evitar corrosão nos equipamentos;

12. O ar é um fluido altamente compressível, portanto, é impossível se obterem paradas intermediárias e velocidades uniformes. O ar comprimido é um poluidor sonoro quando são efetuadas exaustões para a atmosfera. Esta poluição pode ser evitada com o uso de silenciadores nos orifícios de escape. AR COMPRIMIDO

13. Grandezas Físicas

14. Grandezas Físicas

15. Caudal (ou fluxo) É o volume de fluído que atravessa uma dada área por unidade de tempo. O caudal definido desta forma é chamado caudal volumétrico (por apenas ser analisada a quantidade de fluido em unidades de volume). Também é utilizado o conceito de caudal mássico, que é análogo ao volumétrico mas que mede a massa que atravessa uma área por unidade de tempo.

16. Propriedades Físicas do Ar Compressibilidade O ar permite reduzir o seu volume quando sujeito à ação de uma força exterior.

17. Compressibilidade do ar Pode-se então dizer que:  O ar adapta-se à forma do recipiente;  É facilmente compressível;  Teoricamente dentro de um reservatório podemos pôr mais e mais ar, ou seja comprimindo-o até ao limite de resistência do reservatório.

18. Elasticidade Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito (força) responsável pela redução do volume.

19. Difusibilidade Propriedade do ar que lhe permite misturar-se homogeneamente com qualquer meio gasoso que não esteja saturado.

20. Expansibilidade Propriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato.

21. Peso do Ar Como toda matéria concreta, o ar tem peso. Experiência 1: dois balões idênticos, hermeticamente fechados, contendo ar com a mesma pressão e temperatura.

22. De um dos balões, retira-se o ar através de uma bomba de vácuo.

23. Um litro de ar, a 0  C e ao nível do mar, pesa 1,293 x 10-3 kgf.

24. Pressão Atmosférica Sabemos que o ar tem peso, portanto, vivemos sob esse peso.

25. Pressão Atmosférica A pressão atmosférica. varia proporcionalmente à altitude considerada. Esta variação pode ser notada .

26. Variação da Pressão Atmosférica com Relação à Altitude

27. Medição da Pressão Atmosférica A pressão atmosférica pode ser medida por uma coluna de mercúrio(barômetro).

28. VANTAGENS DO AR COMPRIMIDO

29. Volume: O ar a ser comprimido encontra-se em quantidades ilimitadas praticamente em todos os lugares.

30. Transporte: Facilmente transportável por tubulações.

31. Armazenagem: O ar pode ser sempre armazenado ou transportado em reservatórios.

32. Temperatura: Garantia de funcionamento seguro, apesar das oscilações de temperatura.

33. Segurança: Não existe o perigo de explosão ou incêndio.

34. Limpeza: O ar comprimido é limpo, não polui o ambiente.

35. Construção: Os elementos de trabalho são de construção simples.

36. Velocidade: O ar comprimido permite alcançar altas velocidades de trabalho.

37. Regulação: As velocidades e forças dos elementos a ar comprimido são reguláveis sem escala.

38. Segurança contra sobrecarga: Os elementos e ferramentas a ar comprimido são , seguros contra sobrecarga.

39. Desvantagens

40. Preparação: O ar comprimido requer uma boa preparação. Impureza e humidade devem ser evitadas, pois provocam desgastes.

41. Compressibilidade: Não é possível manter uniformes e constantes as velocidades dos pistões mediante o ar comprimido.

42. Escape de ar: O escape de ar é ruidoso.

43. Custos: O ar comprimido é uma fonte de energia muito custosa. O custo de ar comprimido torna-se mais elevado se na rede de distribuição e nos equipamentos houver vazamentos consideráveis.

44. LEIS

45. Esta lei diz que se a temperatura se mantiver constante, então o produto do volume pela pressão também é constante num dado instante. V 1 P 1 F1 V 2 P 2 F2 V 3 P 3 F3

46. Temperatura no volume de ar: A temperatura no seio de um gás fornece-lhe energia. Esta energia excita as moléculas que tendem a afastar-se umas das outras, fazendo com que o volume do gás sofra alterações (aumente).

47. Temperatura no volume de ar: Se o reservatório é fechado primeiramente o aumento da temperatura faz aumentar o volume até ao limite do reservatório, quando o ar não se pode expandir mais, então a pressão começa a elevar-se .

48. Esta lei diz que se a pressão se mantiver constante, então a razão entre o volume e a temperatura também é constante num dado instante. V 2 V 1 T 1 T 2

51. PRODUÇÃO DE AR COMPRIMIDO

52. Instalação típica de produção de ar comprimido 1.Ar externo 2.Compressor 3.Água 4.Pós-arrefecedor com separação de condensado 5.Filtro de remoção de óleo e condensados 6.Colunas de absorção para remoção de vapor de água 7.Filtro de remoção de partículas sólidas 8.Aplicação/reserva de ar seco

53. Compressores Para gerar o ar comprimido, recorre-se a compressores que transportam o ar à pressão de serviço desejada. O ar comprimido é conduzido, através de canalizações, da estação de compressão até aos dispositivos e máquinas de comando pneumático.

54. Métodos de compressão

55. Compressão dinâmica Este tipo de compressão resulta da transformação de energia cinética em pressão, ou seja, gastamos energia para movimentar fortemente o ar captado à atmosfera e quando este perde velocidade, a pressão aumenta.

56. Compressão dinâmica O ar admitido é colocado em contacto com impulsores (rotor laminado) dotados de alta velocidade. Este ar é acelerado, atingindo velocidades elevadas consequentemente, os impulsores transmitem energia cinética ao ar. Posteriormente, seu escoamento é retardado por meio de difusores, resultando uma elevação na pressão. Estes compressores operam a velocidades superiores aos compressores volumétricos.

57. Compressão dinâmica

58. Compressão volumétrica Neste tipo de compressão, o ar é admitido numa câmara de compressão, ou cilindro, cujo volume se vai reduzindo devido à acção de uma parede móvel (pistão ou diafragma). Uma vez atingida a pressão de saída, o ar abandona a referida câmara através da válvula de descarga.

59. Estes compressores denominam-se centrífugos , porque a compressão processa-se perpendicularmente ao veio motor. A descarga do ar efectua-se segundo a tangente ao raio das pás impulsoras e são unidades indicadas para produzirem ar isento de óleo. Compressores centrífugos ou radiais

60. Compressor Centrífugo

61. Compressor Centrífugo

62. Compressor Centrífugo Controle de Capacidade em Compressores Centrífugos  Variação da rotação.  Regulação das pás de pré-rotação na entrada do rotor

64. Compressores axiais A compressão nesta unidade processa-se paralelamente ao veio motor, daí a designação de axial.

65. Compressores alternativos Compressor de êmbolo O ar aspirado será comprimido pelo primeiro êmbolo (pistão), e novamente comprimido pelo próximo êmbolo.

66. Compressor de Simples Efeito ou Compressor Tipo Tronco Ciclo de trabalho de um compressor de pistão de simples efeito

67. Compressor de Duplo Efeito - Compressor Tipo Cruzeta Ciclo de trabalho de um compressor de pistão de duplo efeito

68. Compressores alternativos Compressores de membrana Mediante uma membrana, o êmbolo fica separado da câmara de sucção e compressão, quer dizer, o ar não terá contacto com as partes deslizantes. O ar, portanto, ficará sempre livre de resíduos de óleo. Estes compressores são os preferidos e mais empregados na Industria alimentar, farmacêutica e química,

69. Compressores rotativos Compressores de espiral Este tipo de compressor possui um principio de funcionamento inovador e de extrema simplicidade: compreende uma espiral fixa e outra orbitante e a compressão do ar processa-se pela interacção destas duas espiras. Assim, à medida que a espiral móvel orbita ,graças a um excêntrico, o ar vai sendo progressivamente comprimido numa ‘bolsa’ cada vez menor.

70. Compressores de parafuso O seu funcionamento consiste basicamente em dois rotores que giram dentro de um bloco fixo, entre uma abertura de admissão (entrada) e uma de descarga (saída). Estes rotores possuem formas apropriadas: um denominado macho, e o outro em forma de reentrâncias, chamado de fêmea.

71. Compressor de Parafusos

72. Compressor de Parafusos Capacidades de  50 até 350 TR Menor tamanho que os alternativos Menos partes móveis Óleo: - lubrificação - vedação - resfriamento

77. Compressores de palhetas Num compartimento cilíndrico, com aberturas de entrada e saída, gira um rotor alojado excentricamente. O rotor tem nos rasgos, palhetas que em conjunto com e parede, formam pequenos compartimentos .Quando em rotação, as palhetas serão, pela força centrífuga, atiradas contra a parede. Devido à excentricidade de localização do rotor há uma diminuição e aumento dos compartimentos.

78. Compressor de Palhetas Palhetas Simples

79. Compressor de Palhetas Múltiplas Palhetas

80. Compressor de palheta

81. Compressores roots Nestes compressores o ar é transportado de um lado para o outro, sem alteração de volume. A compressão (vedação) efectua-se no lado da pressão pelos cantos dos êmbolos.

82. Compressores de dentes ou engrenagens Nestes compressores o ar é transportado de um lado para o outro, (sem alteração de volume) através dos espaços entre os dentes, das engrenagens. A compressão (vedação) efectua-se no lado da pressão, pelos dentes das rodas dentadas.

83. Accionamento dos compressores Os compressores são accionados por motores eléctricos ou térmicos (Combustão).

84. Refrigeração dos compressores Nos compressores considerados pequenos será suficiente a refrigeração por alhetas.

85. Refrigeração dos compressores Os compressores de maior capacidade estão equipados com ventiladores, e devem então ser equipados com uma refrigeração a água/óleo circulante ou a água/óleo corrente continua .

86. Refrigeração dos compressores

90. EQUIPAMENTOS Filtros de ar Reservatório Cilindros Válvulas

92. Filtros de ar As impurezas do ar podem ser altamente abrasivas e danificar o equipamento. Isto justifica a necessidade de filtros.

93. Qualidades do Filtro Separação eficiente; Boa capacidade de acumulação; Baixa resistência ao fluxo de ar; Construção robusta.

94. Tipos de filtro Labirinto humedecido por óleo; Filtros de feltro; Filtros de papel.

117. RESUMO  Para que o ar possa fornecer energia, é necessário comprimi-lo .  Em termos tecnológicos, a produção de ar comprimido é realizada por compressores .  Quanto ao processo de compressão a que o ar é sujeito, os compressores podem ser divididos em volumétricos , e dinâmicos.

118. RESUMO  Os compressores dinâmicos podem ser – centrífugos ou axiais – e operam a velocidades superiores aos compressores volumétricos.  Os compressores volumétricos classificam-se em alternativos e rotativos , no que respeita ao tipo de movimento imposto ao órgão propulsor do fluido a comprimir.  Os compressores são accionados por motores eléctricos ou térmicos (Combustão).  A refrigeração pode ser efectuada por água,oleo ou por alhetas.

119. RESUMO  O ar pode atingir pressões baixas ou elevadas e, ainda ser debitado em pequenos caudais de alguns litros por hora, até milhares de metros cúbicos por hora.  Os critérios a ter em conta na escolha de um compressor são:  Volume de ar fornecido  Pressão  Tipo de accionamento  Refrigeração  Lugar de montagem  Reservatório de ar

120. FIM