O ar atmosférico está no seu estado natural de equilíbrio (pressão atmosférica) e não dispõe de nenhuma energia que possa ser utilizada para realizar qualquer tipo de trabalho. Ou seja, é o mesmo que dizer que o ar está desenergizado” para uso.
Quando este ar estiver com uma pressão maior que a atmosférica, aí sim ele poderá realizar trabalho. Para tal, basta verificar os estragos realizados pelos ventos ou a energia obtida pelos geradores eólicos a partir dos ventos.
Uma forma de obter-se um ar industrial dotado de muita energia consiste em comprimi-lo (isto é, aumentar sua pressão), pois assim ele ficará dotado de energia de pressão e, portanto, estará, qualificado para realizar trabalho.
A área da engenharia que se ocupa do ar comprimido é denominada Pneumática, que tem a finalidade de estudar o controle e o uso da energia potencial de pressão de que está dotado o ar.
Se o ar comprimido estiver armazenado dentro de um vaso de pressão, ele não está realizando nenhum trabalho, porém está dotado de muita energia potencial de pressão.
Desde que ele possa fluir ao longo de uma tubulação, uma parte desta energia potencial se transforma em energia cinética (de velocidade), e o ar pode ser levado a outros locais, onde sua energia potencial poderá ser utilizada para a realização de algum trabalho. Porém, se toda sua energia potencial for consumida em energia cinética para o seu deslocamento, não restará ao ar nenhuma energia para produzir trabalho útil no local de uso.
A seleção adequada dos compressores para produzir ar com determinada pressão e vazão dos reservatórios de ar,das tubulações,dos filtros, dos reguladores, das válvulas de controle e de outros pertences da instalação é de extrema importância para que o sistema como um todo funcione adequadamente, principalmente no intuito de minimizar as
perdas de pressão até que o ar comprimido atinja os pontos de consumo.
Hidrodinâmica do ar comprimido
O escoamento do ar comprimido obedece também a várias leis físicas.
– Vazão de ar escoando por um tubo circular
A vazão (Q) é o produto da área de passagem (A) vezes a velocidade do ar (v)
Q = A1 x v1 = A2 x v2 (2.20)
A1 / A2 = v2 / v1
A1 e A2 = áreas da seção de passagem do tubo
v1 e v2 = velocidades na seção de passagem
Na hidrodinâmica, classificam-se os escoamentos em: laminar ou turbulento. É sempre ideal para a distribuição de qualquer fluido em escoamento por tubulações que o escoamento seja laminar, reduzindo-se ao máximo as perdas de pressão durante o escoamento. Se for turbulento, as perdas de pressão alcançarão valores extremamente altos.
As velocidades recomendadas para o ar comprimido são de até 20 m/s. Valores maiores produzirão maiores perdas de carga na tubulação, que, como será visto adiante, são
proporcionais ao quadrado da velocidade.
Fonte: EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO
ELETROBRÁS Centrais Elétricas Brasileiras
PROCEL Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica
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