O que é a capacidade de produção de ar de um compressor de ar
A capacidade de geração de ar comprimido, geralmente denominada “vazão de descarga” no setor de compressores de ar, corresponde ao volume de gás descarregado pelo compressor por unidade de tempo, convertido às condições de admissão, sob a pressão de descarga especificada. Trata‑se de um dos parâmetros centrais para avaliar a capacidade operacional e a eficiência do compressor de ar, estando diretamente relacionado à sua aptidão para atender às demandas de consumo de ar na produção.
Método básico de cálculo da produção de gás
O cálculo da capacidade de produção de ar comprimido do compressor divide‑se principalmente em dois métodos: o cálculo teórico e o cálculo real. Compreender as diferenças entre eles contribui para uma avaliação mais precisa do desempenho do equipamento.
- Produção teórica de gás: Refere-se ao volume de gás deslocado pelo compressor, em condições ideais, por unidade de tempo. Geralmente é calculado com base nas dimensões geométricas do cilindro e na velocidade de rotação. Esse cálculo não leva em conta fatores reais, como perdas por vazamento de gás, aquecimento e resistências.
- Produção real de gás: Refere-se ao volume de gás efetivamente fornecido pelo compressor em operação real. Devido à presença do volume morto, das perdas por vazamento de gás, da resistência à admissão e do aumento de temperatura, a produção real de gás é sempre inferior à produção teórica. A razão entre esses dois valores é denominada eficiência volumétrica.
Fatores-chave que influenciam a produção real de gás
Na prática, a capacidade de produção de ar comprimido do compressor não é constante, mas sim influenciada por diversos fatores ambientais e parâmetros de operação:
- Temperatura e pressão de admissãoQuanto mais elevada for a temperatura de admissão, menor será a densidade do gás, e menor será a massa de gás efetivamente admitida; a redução da pressão de admissão também provoca uma diminuição da vazão de entrada.
- Pressão de exaustãoQuanto mais elevada for a pressão de descarga, maior será a proporção de vazamento de gás; além disso, o volume morto ocupado pela expansão do gás sob alta pressão no espaço de admissão também se torna maior, o que acarreta uma redução na capacidade real de produção de gás.
- Desgaste do equipamento e estanqueidadeÀ medida que o tempo de operação aumenta, o desgaste de componentes como os anéis do pistão e as válvulas provoca um aumento das perdas internas, reduzindo a eficiência volumétrica e, por conseguinte, diminuindo a produção de gás.
- Flutuação da velocidade de rotaçãoNo caso de compressores sem controle por inversor, a queda de rotação provocada por flutuações na tensão da rede elétrica ou pelo escorregamento da correia acarreta diretamente uma redução proporcional da vazão de ar produzida.
Como calcular a demanda real de gás
Para garantir que a seleção do compressor de ar seja adequada, é necessário calcular com precisão a demanda real de ar dos equipamentos terminais e, com base nisso, determinar a vazão de ar necessária:
- Equipamento de medição de gás: Elabore uma lista de todos os equipamentos que necessitam de ar comprimido e determine, para cada um deles, o consumo médio e o consumo de pico por unidade de tempo.
- Calcular o consumo total de gás: Soma-se o consumo de ar comprimido de todos os equipamentos, levando em conta o fator de simultaneidade. Caso os equipamentos não operem simultaneamente a plena carga, pode-se aplicar, de forma adequada, o fator de simultaneidade.
- Perda prevista na rede de tubulaçõesDurante o transporte por tubulações, o ar comprimido pode apresentar vazamentos e perdas de pressão; por isso, é habitual acrescentar uma margem adicional à demanda total de consumo.
- Considerar a expansão futura: Caso haja planos futuros de adicionar equipamentos que utilizem gás, deve-se, com base nos resultados do cálculo, reservar uma margem adicional de capacidade, a fim de evitar investimentos repetidos em curto prazo.