Vantagens e Desvantagens do Ar Comprimido e Propriedades

Vantagens e desvantagens do Ar Comprimido Vantagens Volume o ar a ser comprimido se encontra em quantidades ilimitadas Transporte é facilmente transportável por tubulações Armazenagem pode ser armazenado em reservatórios Temperatura é insensível às oscilações de temperatura Segurança não existe o perigo de explosão ou incêndio Construção os elementos de trabalho são de construção simples Velocidade permite alcançar altas velocidades de trabalho Regulagem as velocidades e forças são reguláveis sem escala Segurança contra sobre carga os elementos de trabalho são carregáveis até a parada final sem prejuízo para o equipamento Desvantagens Preparação impurezas e umidades devem ser evitadas pois provocam desgastes nos elementos pneumáticos Compressibilidade não é possível se manter constante as velocidades de elementos de trabalho Potência o ar é econômico até uma determinada força cujo limite é 3000 Kgf Escape de ar o escape é ruidoso Custos a produção do ar comprido é onerosa pois depende de outra forma de energia O custo do ar comprimido tornase elevado se na rede de distribuição e nos equipamentos se houverem vazamentos consideráveis Propriedades do ar comprimido Compressibilidade O ar tem a propriedade de ocupar todo o volume de qualquer recipiente adquirindo ser formato já que não forma própria Assim podemos fechálo em um recipiente com volume determinado e posteriormente provocarlhe uma redução de volume usando uma força exterior Elasticidade Possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial assim que instinto a força responsável pela redução Difusibilidade Permite misturarse homogeneamente com qualquer meio gasoso que não esteja saturado Expansibilidade Ocupa totalmente o volume de qualquer recipiente adquirindo seu formato Peso do ar Como toda matéria o ar tem peso Um litro de ar a 0ºC e ao nível do mar pesa 1293 x 103 Kgf Tabela de equivalência entre as unidades Para efeito de cálculo 1 kgfcm² 1 Bar 1 Atm 760 mmHg 100000 Pa 10 KPa Exercícios 1 Converta as seguintes unidades a 150 bar Psi b 300 Psi Kgfcm² c 15 Atm Psi d 195 Kgfcm² mmHg e 35 Kgfcm² Psi f 2000 mmHg Atm Compressibilidade a temperatura constante Transformação Isotérmica Lei de BoyleMariotte ou ainda e 𝑃1𝑉 1𝑃2𝑉 2𝑃3𝑉 3 Lei de BoyleMariotte Exemplo Considerando que na figura anterior o volume e pressão iniciais sejam de respectivamente 15 m³ e 1 bar qual seria o volume V3 e a pressão P3 Transformação Isobárica Lei de GayLussac 𝑉 1 𝑇 1 𝑉 2 𝑇 2 Transformação Isobárica Lei de GayLussac Exemplo O recipiente mostrado na figura anterior possui inicialmente um volume de 05 m³ de gás hélio a 20C Qual será o volume ocupado por esse gás quando a temperatura chegar a 35C Transformação Isobárica Lei de GayLussac Transformação Isocórica ou Isométrica 𝑃1 𝑇1 𝑃2 𝑇 2 Transformação Isocórica ou Isométrica Exemplo O recipiente da figura possui um volume fixo de 05 m³ de gás hélio a uma temperatura de 20 e pressão de 6 bar Qual será a pressão registrada no manômetro quando a temperatura chegar a 35C Transformação Isocórica ou Isométrica Lei dos Gases ideais Podem haver situações onde podem existir variações nas três variáveis citadas volume temperatura e vazão Nessas situações podemos utilizar a lei dos gases ideais que relaciona os estados iniciais e finais de um processo Essa relação é descrita na equação matemática abaixo Lei dos Gases ideais Exemplo Uma certa massa de gás ideal sob pressão de 10 bar e temperatura de 200K ocupa um volume de 05 m³ Qual o volume ocupado pela mesma massa de gás sob pressão 20 bar e temperatura de 300K Referencial Técnico Na pneumática são utilizados dois referenciais técnicos para o dimensionamento dos sistemas de armazenamento e distribuição do ar comprimido São eles Temperatura normal Tn 29315K 20C Pressão normal Pn 101325Pa 101325 Nm² 101325 bar 1 atm Referencial Técnico Exemplo Um dado reservatório possui volume de 1 m³ e contem em seu interior ar comprimido a uma pressão de 12 bar e temperatura de 26C Qual o volume normal de ar comprimido armazenado em seu interior Recalculando o volume para a pressão normal utilizando a lei de BoyleMariotti P1 1 atm 101325 bar estado normal do ar P2 12 bar pressão absoluta ou pressão do interior do reservatório V1 Volume a pressão P1 V2 1m³ Volume do recipiente Referencial Técnico Recalculando o volume para a temperatura normal T1 de 20C 29315K V1 Volume a temperatura T1 V2 Volume a temperatura T2 T1 29315 K 20C T2 29915 K 26C