Como realizar o cálculo de capacidade de um sistema de ar comprimido? Consumo de ar, volume de armazenamento, queda de pressão e seleção do compressor principal.

I. Avaliação precisa do consumo total de gás do sistema

O consumo de ar é a base para o cálculo da capacidade do sistema de ar comprimido. Ao calcular o consumo total de ar, é necessário levar em conta, de forma abrangente, os seguintes aspectos:

• Consumo de gás nominal do equipamento: Calcule a soma do consumo de ar nominal de todos os equipamentos pneumáticos, cilindros e ferramentas pneumáticas.
• Coeficiente de utilização simultânea: Nem todos os equipamentos operam simultaneamente em plena carga; é necessário aplicar, de acordo com as condições reais de operação, um coeficiente de utilização simultânea adequado.
• Volume de vazamento da rede de tubulações: Em redes de tubulação antigas ou em sistemas mal mantidos, ocorrem vazamentos que, em geral, exigem o acréscimo de uma determinada fração do consumo total de gás como compensação pelos vazamentos.
• Margem de expansão futura: Considerar o planejamento futuro da capacidade produtiva da empresa, reservando uma margem adequada de consumo de gás.

II. Determinação adequada do volume do reservatório de gás

O reservatório de gás desempenha, no sistema, as funções de amortecimento, estabilização da pressão e resfriamento preliminar. O cálculo do volume de armazenamento deve obedecer aos seguintes princípios:

• Compatível com a capacidade de descarga do compressor de arEm geral, recomenda-se que o volume do reservatório de ar seja definido como uma fração específica da vazão de descarga do compressor, a fim de suavizar as flutuações do fluxo de ar.
• Gerenciar o pico de consumo de gás: Caso o sistema apresente condições de consumo de gás com picos de curta duração, o volume do reservatório de gás deverá ser adequadamente aumentado, garantindo que seja fornecido um volume suficiente de gás de reserva antes da ativação do compressor.
• Estabilidade do sistema: Um reservatório de ar de maior capacidade ajuda a reduzir as frequentes operações de carga e descarga do compressor de ar, diminuindo o consumo de energia e prolongando a vida útil do equipamento.

3. Cálculo preciso da perda de carga na rede de tubulações

A perda de carga afeta diretamente o funcionamento normal dos equipamentos terminais; a perda de carga total do sistema é composta pelas seguintes partes:

• Resistência ao escoamento ao longo da tubulação: Está relacionado com o comprimento da tubulação, o diâmetro do tubo, a rugosidade da parede interna e a velocidade do fluxo do gás. No projeto, deve‑se procurar encurtar ao máximo a linha de tubulação, reduzir o número de curvas e escolher um diâmetro adequado para diminuir a velocidade do fluxo.
• Resistência local: Perdas de carga provocadas por válvulas, cotovelos, T‑shunts e outros acessórios. É possível reduzir as perdas locais otimizando o arranjo da tubulação.
• Queda de pressão do equipamento de pós-tratamento: Os equipamentos de pós‑tratamento, como filtros e secadores, provocam uma certa perda de carga; é necessário somar essas perdas com base nos parâmetros técnicos fornecidos pelo fabricante do equipamento.

IV. Realizar a seleção do servidor de forma científica

A seleção do servidor determina diretamente a eficiência energética e a estabilidade do sistema; é necessário considerar, em especial, os seguintes parâmetros:

• Compatibilidade de deslocamento do motorA capacidade nominal de exaustão do compressor de ar deve ser igual ou superior ao consumo total de ar calculado pelo sistema, a fim de evitar que o equipamento opere permanentemente em regime de carga plena ou sobrecarga.
• Configuração da pressão de exaustãoA pressão nominal de descarga do compressor de ar deve ser igual à pressão máxima exigida pelo equipamento terminal, acrescida da perda de carga total da rede de tubulações e da perda de carga dos equipamentos de tratamento posterior. Uma configuração de pressão excessivamente elevada resulta em desperdício de energia.
• Combinação de frequência variável e frequência industrialPara sistemas com flutuações significativas no consumo de ar comprimido, recomenda-se utilizar compressores de ar de frequência variável como equipamento de ajuste de pico e compressores de frequência fixa como carga base, a fim de obter o melhor desempenho em termos de economia de energia.