Dimensionamento de reservatório de ar comprimido: cálculo e exemplo
Resposta resumida
Dimensione um reservatório de ar comprimido pelo volume útil necessário entre as pressões superior e inferior do sistema, pela duração do evento de demanda, pela vazão do compressor disponível durante esse evento e pela demanda de ar a jusante. Um multiplicador de galões por CFM é apenas uma verificação preliminar, pois o resultado varia com a faixa de pressão, a estratégia de controle, os limites de ciclagem, os picos intermitentes e o estado carregado, descarregado ou parado do compressor. Use pressão absoluta de forma consistente e compare o resultado com a pressão máxima admissível, a classificação de temperatura, a orientação, os suportes, as conexões, a drenagem e o acesso para inspeção do reservatório escolhido. A instalação também deve incluir indicação de pressão e proteção contra sobrepressão corretamente selecionadas, com drenagem no ponto mais baixo quando aplicável. Os requisitos regulatórios variam conforme a jurisdição; confirme as regras no local de instalação antes da compra. Para análise do projeto, informe vazão de ar livre, pressões mínima e máxima, demanda de pico, duração, temperatura, destino, material preferido, conexões e quantidade.
Um reservatório de ar comprimido pode fornecer armazenamento, amortecer pulsações, coletar condensado e apoiar o controle do compressor, mas o volume necessário depende do regime do sistema. O dimensionamento correto começa pelo evento de demanda, pela vazão disponível do compressor, pela faixa de pressão aproveitável e pela duração necessária, não por uma relação universal entre capacidade e vazão.
Ponto de partida de engenharia: Calcule o ar armazenado utilizável entre as pressões superior e inferior do sistema durante o tempo de demanda necessário. Regras simplificadas de capacidade por vazão servem apenas para avaliação preliminar.
1. Funções do tanque pulmão
2. Dados e fórmula
Reúna consumo máximo e médio, vazão efetiva do compressor, pressões de carga e descarga, perfil de demanda e tempo de reserva. Mantenha unidades coerentes e confirme a convenção de pressão da fórmula.
- V: volume do reservatório
- t: tempo de autonomia
- Qsaída: demanda do sistema
- Qentrada: vazão fornecida durante a descarga
- Pmáx/Pmín: limites de pressão
Avaliação preliminar antes do cálculo completo
Não selecione um reservatório apenas pelos CFM do compressor. Primeiro defina se ele deve atender a um pico intermitente de demanda, limitar ciclos, estabilizar a pressão, proporcionar tempo de separação ou combinar várias funções. Registre a pressão mínima aceitável a jusante, a pressão máxima do sistema, a duração do evento, a vazão de demanda e a vazão do compressor disponível durante o evento. Use esses dados no cálculo baseado em pressão e confirme então que o tamanho padrão escolhido atende aos requisitos de instalação, inspeção, drenagem e jurisdição.
| Entrada | Por que altera o volume do reservatório |
|---|---|
| Pressão superior e inferior | Uma faixa de pressão aproveitável mais ampla armazena mais ar utilizável no mesmo volume do vaso. |
| Duração do evento de demanda | Eventos mais longos exigem mais ar armazenado quando a vazão do compressor não atende à demanda. |
| Demanda menos vazão disponível do compressor | O reservatório fornece somente o déficit durante o evento definido. |
| Limites de controle e ciclagem | O tipo de compressor e a estratégia de controle afetam o buffer necessário. |
| Instalação e jurisdição | Pressão, temperatura, acesso, drenagem, suportes e requisitos dos códigos limitam a escolha final. |
4. Exemplo de cálculo
Um processo de fabricação requer 80 CFM por três minutos enquanto o compressor é considerado descarregado ou parado. O reservatório opera entre 125 psig e uma pressão mínima aceitável de 100 psig. Este exemplo simplificado usa pressão atmosférica de 14.7 psi e considera que o reservatório fornece toda a demanda do evento; um projeto real deve incluir a vazão do compressor disponível durante o evento e a sequência de controle efetiva.
O cálculo simplificado resulta em um volume necessário de 141 US gallons. Selecione a próxima capacidade padrão adequada somente depois de verificar a pressão máxima admissível de trabalho, a temperatura, o material, a orientação, as conexões, a drenagem, os suportes, o acesso para inspeção e a jurisdição de instalação. Este exemplo não recomenda um modelo.
5. Vertical ou horizontal?
| Critério | Vertical | Horizontal |
|---|---|---|
| Área no piso | Menor | Maior |
| Altura | Exige pé-direito | Adequado a locais baixos |
| Drenagem | Favorável no ponto inferior | Requer inclinação adequada |
| Acesso | Conexões superiores menos acessíveis | Acesso lateral geralmente fácil |
6. Material
| Material | Vantagem | Uso típico |
|---|---|---|
| Aço carbono revestido | Econômico e disponível em várias capacidades | Indústria geral interna |
| Aço inox 304/316 | Resistência à corrosão | Alimentos, fármacos e ambientes úmidos |
| Liga de alumínio | Baixo peso | Equipamentos móveis quando a pressão permitida atende |
Requisitos de códigos e instalação
Os requisitos dependem da jurisdição de instalação, do escopo do reservatório, do serviço, da pressão, do volume e da adoção local de códigos. A ASME Section VIII Division 1 fornece regras de construção para vasos de pressão abrangidos que operam acima de 15 psig, enquanto a regra federal dos EUA 29 CFR 1910.169 trata de reservatórios de ar usados na indústria em geral e especifica construção, acessibilidade, drenagem, indicação de pressão e proteção contra sobrepressão. Requisitos estaduais, provinciais, nacionais, de seguradoras e da autoridade competente podem acrescentar obrigações de registro, inspeção, marcação ou documentação. Confirme as regras do local real de instalação antes da compra; não deduza conformidade de uma descrição genérica do produto.
Leia o guia de verificação de vasos de pressão ASME →
Envie a vazão do compressor, a faixa de pressão de trabalho, a demanda de pico, a duração do evento, a temperatura, o destino, os tamanhos das conexões e a quantidade para info@huimay.cn. Ver reservatórios de ar comprimido →
Fontes primárias e verificação
Estas fontes de primeira parte explicam a norma ou o método de engenharia citado. Elas não validam de forma independente um modelo específico de produto ou uma alegação do fornecedor.