Engenharia aplicada no dia a dia industrial.
Trechos das Aulas da Pós Graduação
VAZÃO MÁSSICA VS VOLUMÉTRICA: AR COMPRIMIDO E GASES
Pós-Graduação Engenharia de Movimentação de Fluidos e Equipamentos Industriais
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A pós-graduação foi desenvolvida para engenheiros que precisam dominar sistemas de bombeamento, tubulações, válvulas, compressores e o comportamento de fluidos na prática industrial, o que a faculdade não ensina.
Para gases e ar comprimido, o que importa é a vazão mássica, não a volumétrica. O volume muda com pressão e temperatura (PV=nRT), então especificar em m³/h sem referência de condição leva a erro. Por isso se usa SCFM, FAD e vazão efetiva.
Conteúdo da Aula
Por que dimensionar reservatorio de ar comprimido em vazao volumetrica e armadilha?
Essa pergunta apareceu de novo em sala. Um aluno relatou que passou anos nas utilidades industriais sem conseguir calcular o tempo que um cilindro de cinco metros cubicos sustenta um processo de solda TIG. A conta nunca fechava.
Note que, para liquidos, vazao volumetrica funciona bem. A massa especifica e estavel, o volume e estavel, o calculo segue direto.
Para gases a historia muda. Mesmo em regime permanente, a vazao volumetrica de um sistema com ar comprimido nunca e constante. Aumentou pressao, cai a vazao. Caiu pressao, sobe a vazao. A massa, porem, se conserva. E e ai que entra a vazao massica.
Na pratica, a relacao e direta:
- vazao massica = rho . velocidade . area
- para liquidos: rho constante, tanto faz medir em massa ou em volume
- para gases: rho varia com pressao e temperatura, e so vazao massica fecha a conta
E ai vem o cuidado com catalogo. Compressor em FAD (vazao de ar livre) parece muito mais robusto que o mesmo compressor em vazao efetiva. Comparar fabricantes na referencia errada e o erro classico do comprador desavisado.
Isso depende de termodinamica, nao de bom senso. Por isso existe o pulmao, o reservatorio. Sua funcao e manter a pressao dentro de uma faixa aceitavel por um tempo aceitavel. Nunca constante.
No video abaixo destrincho vazao massica vs volumetrica em gases, com o caso do cilindro de TIG e a logica de dimensionamento do reservatorio de ar comprimido.
FAQ: Perguntas Frequentes
POR QUE USAR VAZÃO MÁSSICA PARA GASES?
Porque o volume de um gás varia com pressão e temperatura. A massa se conserva, então a vazão mássica é a grandeza estável para especificar e comparar.
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O QUE SÃO SCFM E FAD?
São vazões de ar referidas a uma condição padrão. SCFM é o volume em condições padrão; FAD (Free Air Delivery) é a vazão entregue referida à condição de entrada do compressor.
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POR QUE EXISTE RESERVATÓRIO DE AR COMPRIMIDO?
Para amortecer picos de demanda, estabilizar a pressão e reduzir a partida do compressor. Ele desacopla a geração do consumo instantâneo.
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VAZÃO VOLUMÉTRICA NÃO SERVE PARA GÁS?
Serve, desde que a condição de pressão e temperatura seja informada. Sem essa referência, dois valores em m³/h podem representar massas de ar bem diferentes.
