MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS Aula 2

MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS Para que ocorra uma manutenção de qualidade nos motores elétricos é necessário que o Técnico obedeça a determinados procedimentos de Manutenção, sempre observando as condições operacionais de cada processo industrial e levando em conta a estrutura das instalações e a capacidade de cada motor. Procedimentos como fixação dos motores, lubrificação dos rolamentos, verificação das tolerâncias e ajustes dos alojamentos dos mancais, identificação dos rolamentos e controle da temperatura de trabalho. Para a identificação e controle das medidas dos mancais de rolamento, é importante o conhecimento básico de metrologia e manuseio de instrumentos de medição. Durante esta aula, abordaremos noções de metrologia e manuseio de paquímetros. NOÇÕES DE METROLOGIA – PAQUÍMETROS A Metrologia é o estudo das medidas. Medir significa comparar uma dada grandeza, com outra de mesma espécie, tomada como unidade. A unidade é o valor em função do qual, os outros valores serão enunciados. Para medir, é necessário se conhecer a unidade da grandeza a ser medida. No sistema métrico universal, a medida padrão é o metro e suas subdivisões centímetro e milímetro. Outra unidade universal é a polegada, que corresponde a 25,4 milímetros. Os paquímetros são utilizados para medidas de grande rigor. Existem diferentes tipos de paquímetros, para as mais variadas funções, os modelos mais modernos apresentam leitura digital, o que dá maior transparência e precisão nas medidas. Ao efetuar uma medição, devemos observar procedimentos para minimizar os erros de medição, comum a todas as medidas físicas, levando em conta principalmente, as condições em que se encontram os instrumentos e a habilidade do operador. Para que as medidas sejam bem efetuadas, o contato dos encostos com as superfícies das peças deve ser suave. Não se deve fazer pressão exagerada no impulsor ou no parafuso de chamada. O paquímetro deve ser mantido na posição correta, evitando inclinação, para evitar variação da medida. Antes da medição, limpe bem as superfícies dos encostos e as faces de contato da peça. Evite medir peças aquecidas, pois o calor interfere e altera a medida final. Para a conservação dos paquímetros, devemos manuseá-los com cuidado, evitando quedas, choques e contato com outras ferramentas. Um bom instrumento de medidas apresenta características próprias que os diferenciam. Ser de aço inoxidável, ter graduação uniforme, cursor bem ajustado e ausência de folgas, traduz qualidades de um bom paquímetro. ROLAMENTOS A vida útil de um mancal de rolamentos é definida como sendo, o número de horas a uma velocidade constante, que o rolamento pode atingir antes que se manifeste o primeiro sinal de fadiga, em um de seus anéis ou corpos rolantes. A vida dos rolamentos depende diretamente de uma montagem criteriosa e da conservação dos mesmos, observando seu funcionamento no processo industrial. A fixação dos motores elétricos, nas bases dos conjuntos mecânicos, deve ser rigorosa, visando evitar desalinhamento e vibração, pois acarretam aumento da temperatura e desgastes dos rolamentos. Outro fator de influência na conservação de um rolamento é a qualidade e periodicidade da lubrificação. Os rolamentos são fornecidos pelos fabricantes, revestidos com uma película protetora contra oxidação, e se não forem blindados, devem ser lubrificados antes de entrar em funcionamento. Já os rolamentos blindados trazem uma quantidade de graxa pré-determinada, suficiente para a operação. Existe uma fórmula padrão para a lubrificação dos rolamentos, pois a quantidade de graxa varia de acordo com as dimensões dos rolamentos. A fórmula a seguir, ajuda a determinar a quantidade correta de graxa a ser utilizada na lubrificação: Ga = 0, 0005 x D x B Onde: Ga = quantidade de graxa em gramas. D = diâmetro externo do rolamento em milímetros. B = largura do rolamento em milímetros. Na limpeza de rolamentos novos e usados, nunca utilize estopa ou panos que soltem fios ou fiapos, dê preferência aos tecidos macios ou flanelas. Evite na limpeza de um rolamento lavá-los com solventes ou óleo diesel, utilize fluidos desengraxantes, especialmente desenvolvidos. Certifique-se que as partes rolantes não sofram rotação e jamais utilize ar comprimido para secar, pois a ar comprimido contém gotículas de água, que oxidam o rolamento. Na desmontagem e montagem de rolamentos devem-se evitar choques diretos para não comprometer a estabilidade dos mesmos. Existem dispositivos utilizados nestas operações, para facilitar este serviço. Os saca-rolamento são largamente utilizados nas oficinas de manutenção. Na falta de uma prensa, ou equipamentos de montagem, recorra a um tubo de montagem com o mesmo diâmetro do anel interno do rolamento. FIGURA 01 - Rolamento de Esferas. SIMBOLOGIA DE FURO 1ª Regra: Para rolamentos fixos de uma carreira de esferas pequenos e miniaturas (diâmetro de 1 a 9 mm). O número de identificação é composto por 3 dígitos, sendo que o último dígito indica a dimensão do furo em milímetros. 601 : ∅ = 1 mm; 602 : ∅ = 2 mm; 609 : ∅ = 9 mm. 2ª Regra: Para as quatro dimensões abaixo, a regra é fixa: xx00 : ∅ = 10 mm; xx01 : ∅ = 12 mm; xx02 : ∅ = 15 mm; xx03 : ∅ = 17 mm. 3ª Regra: Para furos acima de 20 mm, têm-se uma regra, na qual, basta multiplicar os dois últimos dígitos por 5. xx04 : ∅ = 20 mm (04 x 5); xx05 : ∅ = 25 mm; . xx96 : ∅ = 480 mm. 4ª Regra: Para furos maiores que 480 mm, após a série dimensional, acrescentamos uma barra (/) e a dimensão nominal do diâmetro interno. xx/500 : ∅ = 500 mm; xx/1800 : ∅ = 1800 mm; xx/7800 : ∅ = 7800 mm.

Protocolo de Montreal.

A indústria da refrigeração tem apoiado os esforços globais para proteção do meio ambiente através da eliminação dos refrigerantes que contém cloro, de acordo com o protocolo de Montreal. Estas ações têm reduzido significativamente o cloro na atmosfera e estão iniciando a reparar os danos na camada de ozônio. Hoje, há uma atenção especial em relação ao aquecimento global e com a redução dos gases causadores do efeito estufa. Dióxido de carbono é de longe o gás que mais gera o efeito estufa, e é produzido primariamente pela queima de combustíveis fósseis para geração de energia elétrica e transporte. Na medida que os equipamentos de refrigeração consomem energia, o dimensionamento dos sistemas de refrigeração e a correspondente escolha dos refrigerantes também contribuem para este aquecimento global. Fabricantes de equipamentos têm melhorado significativamente a eficiência energética, o que resulta em menor produção de dióxido de carbono.Para um refrigerante ser considerado uma opção de longo termo, ele deve obedecer a três critérios - ele deve ser seguro; ele deve ser ambientalmente "amigável" e ele deve produzir excelentes benefícios em termos de performance - desta forma resultando em uma destruição da camada de ozônio nula somada a um baixo Potencial de Aquecimento Global (Global Warming Potential ou GWP). Várias substânias não-halogenadas incluindo amônia, dióxido de carbono e hidrocarbonos, também trabalham como refrigerantes. Todas estas substâncias podem ser refrigerantes viáveis para a aplicação correta se o sistema puder ser projetado para atender a critérios de seleção chave. Fabricantes de componentes e de equipamentos continuam a pesquisar como estes ref rigerantes atuam nestes sistemas. Hidrofluorcarbonos (HFCs) são refrigerantes sem potencial de destruição da camada de ozônio, não inflamáveis, recicláveis, eficientes energeticamente, de baixa toxidade e que são atualmente utilizados com segurança ao redor do mundo. Apesar de que os HFCs são a melhor escolha em termos de economia e do meio-ambiente, a sustentabilidade mundial dos HFCs requer um foco da indústria nas questões ambientais atuais referentes a contenção derefrigera ntes e eficiência energética. Pesquisas mostram que sistemas adequadamente dimensionados, com manutenção adequada e que utiizam refrigerantes HFC possuem o menor GWP total e potencial de destruição da camada de ozônio nulo. Estas são também soluções seguras e eficientes em relação ao custo e que continuarão a nos servir bem no futuro. Neste contexto, as reposições de longo termo para os hidroclorofluorcarbonos (HCFCs como o R-22) que não afetam a camada de ozônio, são também discutidas. A experiência atual mostra que estas alternativas, quando utilizadas em sistemas otimizados, geralmente proporcionam uma performance superior daquela encontrada naqueles que utilizam refrigerantes HCFC em princípio. Outras escolhas de refrigerantes como dióxido de carbono e hidrocarbonos são tam bém disctutidas, bem como seus méritos relativos em relação aos HFCs. Em 1987, através do Protocolo de Montreal, 46 governos acordaram uma redução de 50% na produção e consumo de CFCs até o ano 2000 e congelamento ("freeze") da produção e consumo de halons até 1992. Foram desenvolvidas substâncias alternativas não destruidoras da Camada de Ozônio, ou pelo menos com um potencial de destruição muito menor do que as antigas. Começou-se a fazer uso de água, dióxido de carbono, hidrocarbonos, além de HCFCs. Fonte: Emerson Climate.

Combustão Limpa - Add Cleaner

Óleo combustível industrial lançado pela Petrobras apresenta combustão mais limpa e eficiente. 

    Com a denominação de Add Cleaner, a Petrobras desenvolveu e lançou no mercado um óleo combustível aditivado para o segmento industrial especialmente destinado à geração de energia, por meio da queima em fornos e caldeiras. 

    

    O óleo apresenta uma redução de até 91% na emissão de material particulado gerado na queima. Com tecnologia desenvolvida pela Petrobras, o Add Cleaner proporciona uma combustão mais limpa e eficiente. 

    Além disso, tem como diferencial a assistência técnica. Seu exclusivo processo de aditivação em linha garante maior homogeneidade na mistura do aditivo e eficiência no uso do produto. 

    O novo produto proporciona consideráveis benefícios ambientais, como a redução das emissões de fuligem e material particulado, diminuindo a formação de depósitos e incrustações nos equipamentos, o que permite aumentar o período entre as manutenções. 

    O combustível é resultado do contínuo esforço da Companhia (de superação tecnológica e inovação no desenvolvimento de novos produtos), visando contribuir para a qualidade do ar. 

    Logo após o seu lançamento as vendas superaram as expectativas e os resultados obtidos com a utilização de Add Cleaner pelos clientes industriais foram ainda mais surpreendentes, apresentando uma redução de até 91% na emissão de material particulado dos gases gerados na queima de óleo combustível, excedendo o desempenho dos resultados nos testes realizados no Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT. 

Fonte: Gerência de Imprensa/Comunicação Institucional Telefone: 55 (21) 3224-1306 e 3224-2312 Fax.: 55 (21) 2220-5052 - 3224-4903 E-mail: imprensa@petrobras.com.br

Aula de Máquinas e Equipamentos.

MOTORES O motor de combustão interna é uma máquina térmica, que transforma a energia proveniente de uma reação química em energia mecânica . O processo de conversão se dá através de ciclos termodinâmicos que envolvem expansão, compressão e mudança de temperatura de gases.São considerados ciclos motores de combustão interna aqueles que utilizam os próprios gases de combustão como fluido de trabalho. Ou seja, são estes gases que realizam os processos de compressão, transferência de calor, expansão e exaustão. Assim, este tipo de motor distingui-se dos ciclos de combustão externa, nos quais os processos de combustão ocorrem externamente ao motor. Neste caso, os gases de combustão transferem calor a um segundo fluido que opera como fluido de trabalho, como ocorre nos ciclos Rankine. Motores de combustão interna também são popularmente chamados de motores a explosão. Esta denominação, apesar de freqüente, não é tecnicamente correta. De fato, o que ocorre no interior das câmaras de combustão não é uma explosão de gases. O que impulsiona os pistões é o aumento da pressão interna da câmara, decorrente da combustão. Motor elétrico é uma máquina destinada a transformar energia elétrica em mecânica. É o mais usado de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da energia elétrica - baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando – com sua construção simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos.

Aula de Refrigeração.

Gás refrigerante Se a pressão exercida na superfície de um corpo líquido for reduzida, este passará ao estado gasoso mais facilmente, requerendo neste caso uma quantidade menor de calor para evaporar. Por isso uma das primeiras etapas cumpridas no desenvolvimento dos sistemas de refrigeração foi encontrar o fluído cujo ponto de evaporação é mais baixo do que o da água. Esta característica foi encontrada nos chamados "líquidos refrigerantes". O gás CFC-12 (R12) era um dos mais usados até ser proibido pelo elevado poder destrutivo do ozônio atmosférico (encarregado de interceptar a maior parte das radiações ultravioletas). O gás HCFC-22 (R22) consegue a combinação de ótimas características químicas e físicas a um elevado rendimento volumétrico, sendo usado nas instalações de climatização de baixa a médias potencia. Também este gás está sob observação em consideração ao ambiente. O gás CFC 114, é usado nos compressores centrífugos nas instalações de climatização. O gás CFC 502, é uma mistura que não muda nem a sua composição volumétrica nem a sua temperatura de saturação durante a evaporação, e evapora em temperaturas inferiores em relação a outros gases é usado nos compressores herméticos. Conhecidos na realidade doméstica como “gás de geladeira”, os agentes refrigerantes são substâncias que absorvem grande quantidade de calor ao passarem do estado líquido para o gasoso. A absorção depende de uma fonte extra para efetuar a troca de calor (água ou o ar) e ocorre justamente com a mudança de fase do fluido. Inicialmente, os refrigerantes mais usados eram a amônia, o dióxido de carbono, dióxido de enxofre e cloreto de metila. Em 1931, o setor conheceu os refrigerantes de fluorcarbono, fabricados pela DuPont. No ano seguinte, o cientista Thomas Midgely Jr. inventou o refrigerante 12, mais conhecido como Freon 12, ou o famigerado clorofluorcarbono (CFC). Este tem a característica de ser endotérmico – capacidade de regular sua própria temperatura de acordo com a interação com o meio – quando expande ou quando vaporiza. Além disso, não é inflamável, não é explosivo, não é tóxico e não corrói metais. No final da década de 80, um golpe esfriou o entusiasmo dos adeptos do CFC e outros. Evidências científicas ligaram os produtos de fluorcarbonos a buracos na camada de ozônio, importante barreira ao excesso de radiação solar ultravioleta na superfície terrestre. Foi aprovado em âmbito internacional a nocividade dos CFC e de HCFC, ao ponto que o protocolo de Montreal de 1992 decidiu proibi-los e subseqüentemente interromper sua produção. Em pesquisa de refrigerantes substitutos nos endereçada à categoria dos hidrocarbonetos (HC) esses resultam inócuos para o ambiente mas são extremamente inflamáveis e portanto são pouco adaptados às civis; à categoria dos refrigerantes naturais (amônia) apresentam boas propriedades termodinâmicas, baixa inflamabilidade, mas elevada toxicidade, enfim à categoria dos hidro-fluorcaburetos (HFC) que não têm o impacto no ozônio estratosféricos, mas aumenta a poluição do ar (quantidades de CO² no ar). O gás HFC 134a (R134a) substitui o CFC-12 na refrigeração civil, seu impacto é baixo no ozônio, mas não é adaptado para os sistemas de climatização. A substituição do R22 recorre-se ao gás HFC 407C (R407c) ou ao HFC 410A (R410a), mas em ambos os casos são necessários uma conversão das instalações de refrigeração e de ar-condicionado. Além destes, pode ser usado também o gás HFC 404A (R404A) que, porém, apresenta um potencial de superaquecimento global entre os mais elevados da categoria dos hidrofluorcarburetos.

Aula de Refrigeração

Introdução. Sabe-se que para uma substância passar do estado líquido para o estado de vapor é necessário fornecer-lhe calor durante certo tempo, até atingir a temperatura de evaporação da substância. Esse é o princípio básico da refrigeração, ou seja, toda substância ao evaporar rouba calor. O fluxo de calor sempre ocorre de uma fonte mais quente para uma mais fria, e nunca ao contrário, como rege a 2º lei da Termodinâmica. Sendo assim, quanto maior for a diferença de temperatura entre essas duas fontes, maior será o fluxo de calor. Em refrigeração, é de grande importância que esse transporte de calor ocorra de modo eficiente, melhorando assim o desempenho do refrigerador. Tipos de sistema: Ciclo de absorção É similar em certos aspectos ao ciclo de compressão de vapor. Um ciclo de refrigeração irá operar com o condensador, a válvula de expansão e o evaporador, se o vapor de baixa pressão do evaporador puder ser transformado em vapor de alta pressão e entregue ao condensador. O sistema de compressão de vapor usa um compressor para esta tarefa. O sistema de absorção primeiro absorve vapor de baixa pressão em um líquido absorvente apropriado. Incorporado no processo de absorção há a conversão de vapor em líquido, desde que esse processo é similar ao de condensação, o calor precisa ser rejeitado durante o processo. O passo seguinte é elevar a pressão do líquido com uma bomba, e o passo final é liberar o vapor do líquido absorvente por adição de calor. A refrigeração por compressão: É muito utilizada atualmente em diversas aplicações como em residências, comércios, transportes, etc. O seu princípio de funcionamento objetiva, como qualquer sistema de refrigeração, a retirada de calor de um recinto fechado e o transporte para o exterior, produzindo assim o efeito desejado tal como congelamento ou resfriamento. É de extrema importância o conceito da eficiência que o equipamento pode alcançar em pleno funcionamento, pois, quanto maior for essa eficiência menor será o consumo de energia elétrica, a dependência dessa energia pode ser considerada uma das grandes desvantagens desse sistema de refrigeração no momento apesar dos grandes esforços que os fabricantes realizam para minimizar esse consumo. Ciclo de Compressão O ciclo de refrigeração por compressão pode ser estudado em seus diversos pontos pelo que chamamos de ciclo saturado simples. Através dele podemos acompanhar o desempenho de um equipamento de refrigeração, sabendo o que é preciso para melhorar sua eficiência. O ciclo pode ser acompanhado, começando com o refrigerante que é comprimido no compressor no estado de vapor, tendo sua pressão e sua temperatura aumentadas e seguindo diretamente para o condensador. Aqui, o calor retirado da câmara é rejeitado para o exterior, causando assim a mudança para a fase líquida, indo agora para o dispositivo de controle (tubo capilar ou válvula de expansão). Esse dispositivo provoca uma queda de pressão e faz cair também a temperatura, temperatura essa correspondente à de evaporação do refrigerante no evaporador. Em seguida o refrigerante, entrando no evaporador, está evaporando na temperatura desejada do projeto, ocorrendo assim o fluxo ideal de calor da câmara para o evaporador. Esse calor é transportado pelo refrigerante que está sempre em circulação indo diretamente em seguida para o compressor, iniciando novamente mais um ciclo. Como Funciona um sistema de Refrigeração. Um sistema de refrigeração é composto basicamente por: - Compressor. - Evaporador (Congelador) - Condensador (Radiador) - Válvula Descompressora (Tubo Capilar ou Válvula de Expansão) - Filtro secador. - Fluido refrigerante (Gás) Funcionamento de cada componente de um sistema de refrigeração *O compressor (motor). O compressor de um sistema de refrigeração funciona como um motor à combustão, mas no sentido inverso, em vez do movimento do gás movimentar o motor, é o compressor é que movimenta o gás; um compressor é idêntico ao motor à combustão. Basicamente o motor elétrico aciona o pistão que comprime o gás na camisa e abre a válvula de alta, depois o pistão é puxado e a válvula de baixa abre e o gás entra na camisa assim continuamente até que o motor elétrico seja desligado. Sua função é circular o gás no sistema, e causar uma diferença de pressão no sistema; entre o evaporador e o condensador. *O Evaporador (Congelador) O Evaporador é basicamente uma serpentina de Cobre ou Alumínio ou às vezes de ferro. Sua função é evaporar o fluido que está dentro dele, e retirar o calor do ambiente. Exemplo: um fluido refrigerante que é usado na geladeira o "R12" a uma pressão de "zero PSI" ele expande a uma temperatura de -30ºC, ou seja, 130ºC menos que a água. Assim o evaporador está com o fluido dentro dele a uma temperatura de -30ºC, em quanto que o ambiente que ele está, está a uma temperatura bem maior que ele; exemplo: dentro de uma geladeira o ar fica em torno de 5ºC, ou seja, uma diferença de 35ºC, isso faz com que o fluido ferva e evapore transformando o fluido de liquido para gasoso, e então o compressor puxa esse gás mantendo a pressão sempre baixa dentro do evaporador. *O Condensador (Radiador) O Condensar é basicamente igual ao evaporador só não pode ser feito de alumínio. Sua função é inversa do evaporador ele tem como objetivo condensar o gás evaporado no evaporador. O compressor comprime o gás dentro do condensador, isso faz com que a pressão do gás aumente, ai entra aquela lei de pressão e temperatura, quanto maior a pressão maior a temperatura, como a pressão está dentro do condensador então a temperatura também está alta. Exemplo: dentro de um condensador de geladeira a pressão chega a 150 PSI isso faz com que o gás fique a uma temperatura de 45ºC, considerando que a temperatura ambiente seja 20ºC então temos uma diferença de 25ºC isso faz com que o gás esfrie e condense. *Válvula Descompressora (Tubo Capilar ou Válvula de Expansão) A válvula Descompressora é simplesmente um dispositivo que liga o condensador ao evaporador, e sua função é controlar o fluxo de Fluido no sistema, no caso da geladeira é simplesmente um tubo super fino (Tubo Capilar), em sistemas grandes é usado a válvula de expansão que ajusta automaticamente a quantidade de Fluido que circula pelo sistema, conforme sua necessidade. *Filtro secador. O Filtro secador tem a função de desidratar o sistema para que a pequena quantidade de água que pode ficar dentro do sistema quando ele é montado, não enferruje o compressor ou entupa o tubo capilar, e também para reter algumas partículas sólidas que circulam pelo sistema. Ele fica instalado entre o condensador e a válvula Descompressora. *Fluido refrigerante (Gás) O Fluido Refrigerante é o gás. Sua função é transportar o calor do evaporador para o condensador. Montando o sistema veja na figura abaixo como ele fica: 1) Compressor. 2) Condensador. 3) Evaporador. 4) Válvula Descompressora (Tubo Capilar) 5) Filtro secador O Compressor retira o gás do evaporador e manda para o condensador, como o tubo capilar está no final do condensador, então a passagem do gás fica difícil isso acumula gás dentro do condensador e aumenta a pressão fazendo o gás esfriar e condensar, liberando toda energia Térmica, que estava no gás, para o ambiente. O Fluido já condensado passa pelo filtro secador e segue controlado para o evaporador, onde ele perde a pressão e a temperatura, isso faz com que ele ganhe Calor e evapore, o gás é puxado pelo compressor, e é repetido o ciclo novamente. Essa aula foi adaptada da Pesquisa de Suelane S. Oliveira.