Relação entre a velocidade de rotação e a capacidade de produção de ar do compressor de ar

Relação básica entre a velocidade de rotação e a produção de gás

A capacidade de produção de ar de um compressor de ar geralmente refere‑se à quantidade de ar comprimido fornecida por unidade de tempo, estando frequentemente relacionada a conceitos como volume de descarga e vazão volumétrica. Para a maioria dos compressores de deslocamento positivo, o aumento da velocidade de rotação implica uma maior frequência de movimento dos pistões, rotores ou câmaras de compressão, resultando em mais ciclos de sucção, compressão e descarga por unidade de tempo; assim, a capacidade teórica de produção de ar tende a aumentar.

No entanto, a velocidade de rotação não é o único fator determinante. A produção efetiva de gás também é influenciada pela estanqueidade da câmara de compressão, pela resistência à entrada de ar, pela pressão de descarga, pela temperatura, pelo estado da lubrificação e pelo sistema de controle; por isso, não se pode simplesmente associar a alta ou baixa velocidade de rotação diretamente à capacidade final de fornecimento de ar.

Diferença entre a vazão teórica e a vazão real

• Eficiência de volume:Vazamentos internos na câmara de compressão, bem como folgas nas válvulas ou nos rotores, podem provocar o retorno parcial do gás, reduzindo a vazão efetiva em relação ao valor teórico.
• Condições de entrada:A temperatura e a umidade do ar de admissão, bem como a resistência ao fluxo do filtro e o ambiente de instalação, influenciam a densidade do ar aspirado, alterando assim o desempenho real de geração de ar.
• Pressão de descarga:Quanto maior a demanda de pressão na extremidade de uso do gás, maior será o consumo de energia no processo de compressão, e os efeitos das fugas e do aumento de temperatura tornam-se mais evidentes.
• Temperatura de operação:Temperaturas excessivamente elevadas podem reduzir a eficácia da lubrificação e da vedação, afetando assim a eficiência volumétrica e a estabilidade.

Características de resposta da velocidade de rotação em diferentes modelos de máquinas

• Compressor de ar de pistão:O aumento da velocidade de rotação geralmente eleva o número de ciclos de compressão e expansão, mas a resposta das válvulas, a inércia, as vibrações e o aquecimento limitam a obtenção de uma rotação excessivamente alta.
• Compressor de ar de parafuso:A relação entre a velocidade de rotação do rotor e a capacidade de descarga é bastante direta, mas o perfil do rotor, a razão de volume interno, o resfriamento por injeção de óleo e o dimensionamento das folgas também influenciam a potência efetiva.
• Compressor de ar centrífugo:A relação entre a produção de gás, a velocidade de rotação do impulsor, a curva de pressão e a resistência da rede de tubulações é mais complexa; é ainda necessário atentar para limites operacionais como o surto e o bloqueio.

Efeito da regulação de velocidade por inversor sobre a produção de gás

Os compressores de ar com inversor de frequência ajustam a velocidade do motor para adequar‑se à demanda de ar. Em situações em que a variação do consumo de ar é significativa, reduzir a velocidade permite diminuir as perdas energéticas decorrentes do funcionamento em vazio ou das frequentes ciclos de carga e descarga; já quando a demanda de ar aumenta, elevar a velocidade amplia a capacidade de fornecimento. É importante ressaltar que a faixa de regulação da velocidade deve ser avaliada de forma integrada, levando em conta a capacidade do equipamento principal, as condições de refrigeração, a estabilidade da pressão e as necessidades da rede de tubulações.

Recomendações de seleção e operação

• Atente-se ao volume de descarga e à pressão de descarga em condições nominais, em vez de considerar apenas o parâmetro de rotação.
• Considerar o pico de consumo de gás, a demanda contínua de gás e a queda de pressão na rede, reservando uma margem adequada.
• A manutenção periódica do filtro de ar, do sistema de lubrificação, do sistema de refrigeração e das peças de vedação ajuda a preservar a eficiência volumétrica.
• Caso se adote uma solução de inversão de frequência ou de regulação de velocidade, deve‑se verificar a eficácia da refrigeração, da lubrificação e da estabilidade da pressão em regime de baixa velocidade.