Aula 1 fundamentos da hidráulica

Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior

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FUNDAMENTOS

DA

HIDRÁULICA

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SUMÁRIO

Definição, conceitos e aplicações da hidráulica

Processos físicos envolvidos em sistemas hidráulicos

Características e limitações dos circuitos hidráulicos

Vantagens e Desvantagens do uso de circuitos hidráulicos



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INTRODUÇÃO

Com a constante evolução tecnológica, tem-se no mercado a intensa necessidade de se

desenvolverem técnicas de trabalho que possibilitem ao homem o aprimoramento nos

processos produtivos e a busca da qualidade.

Para se buscar a otimização de sistemas nos processos industriais, faz-se o uso da junção

dos meios de transmissão de energia, sendo estes:

Mecânica, Elétrica, Eletrônica, Pneumática e Hidráulica

Experiências têm mostrado que a hidráulica vem se destacando e ganhando espaço

como um meio de transmissão de energia nos mais variados segmentos do mercado,

sendo a Hidráulica Industrial e Móbil as que apresentam um maior crescimento.

Porém, pode-se notar que a hidráulica está presente em todos os setores industriais.

Amplas áreas de automatização foram possíveis com a introdução de sistemas hidráulicos

para controle de movimentos.



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CONCEITOS

A palavra hidráulica provém do grego “HIDRA”, que significa “ÁGUA”, e “AULOS”

que significa “CANO”.

A hidráulica consiste no estudo das características e usos dos fluídos confinados.

Entende-se também por Hidráulica todas as leis e comportamentos relativos à água ou

outro fluido, ou seja, Hidráulica é o estudo das características e uso dos fluidos sob

pressão.

Fluido: É qualquer substância capaz de escoar e assumir a forma do recipiente que a

contém.

O fluido pode ser líquido ou gasoso, porém para sistemas hidráulicos estudaremos

apenas o óleo hidráulico.



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CONCEITOS

Sistemas hidráulicos são sistemas de transmissão de potência ou movimento, que

utilizam como elemento transmissor um fluido incompressível. Se subdividem em:

Estáticos: utiliza a energia potencial do fluido sob pressões elevadas e baixas

velocidades, (velocidade de 30 m/Seg. e pressão de 1000 kg/cm2). Ex.: prensas,

implementos agrícolas e empilhadeiras.



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CONCEITOS

Cinéticos : utiliza a energia cinética de um fluido para transmitir potência. Sua

velocidade pode chegar à 50 m/seg. São chamados de transmissores de torque (ex.:

sistema hidramático de veículos). Opera com altas velocidades e baixas pressões.



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APLICAÇÕES DE HIDRÁULICA


01 - Hidráulica - Introdução.avi.flv


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APLICAÇÕES DE HIDRÁULICA



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PROCESSOS FÍSICOS ENVOLVIDOS EM SISTEMAS HIDRÁULICOS

Definição de Pressão: Pressão é a força exercida por unidade de superfície.

Em hidráulica, a pressão é expressa em kgf/cm2, atm ou bar.

A pressão também poderá ser expressa em psi (pound per square inch) que significa

libra força por polegada quadrada, abrevia-se lbf/pol2.



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CONVERSÃO DE UNIDADES



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Lei de Pascal: A pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático é a

mesma em todas as direções e exerce forças iguais em áreas iguais. Vamos supor um

recipiente cheio de um líquido, o qual é praticamente incompressível.

Este princípio, descoberto e enunciado por

Pascal, levou à construção da primeira prensa

hidráulica no princípio da Revolução

Industrial. Quem desenvolveu a descoberta de

Pascal foi o mecânico Joseph Bramah.


03 - Hidráulica - Pressão e Vazão.flv


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Princípio Prensa Hidráulica



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Princípio Prensa Hidráulica

Conservação de Energia: Relembrando um princípio enunciado por Lavoisier, onde

ele menciona: "Na natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma”.

Realmente não podemos criar uma nova energia e nem tão pouco destruí-la e sim

transformá-la em novas formas de energia.

Quando desejamos realizar uma multiplicação de forças significa que teremos o pistão

maior, movido pelo fluido deslocado pelo pistão menor, sendo que a distância de cada

pistão seja inversamente proporcional às suas áreas.

O que se ganha em relação à força tem que ser sacrificado em distância ou velocidade.



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Quando o pistão de área = 1 cm2 se move 10 cm desloca um volume de 10cm3 para o

pistão de área = 10 cm2.

Conseqüentemente, o mesmo movimentará apenas 1 cm de curso.


Fisica - Hidrostatica.flv


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Velocidade e Vazão



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CARACTERÍSTICAS E LIMITAÇÕES DOS CIRCUITOS HIDRÁULICOS



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VANTAGENS DO USO DOS CIRCUITOS HIDRÁULICOS

Fácil instalação: podemos usar apenas mangueiras e tubos para a ligação dos elementos, oferecendo

grande flexibilidade principalmente em ambientes reduzidos (um sistema mecânico não possui esta

característica). Devido a alta velocidade e pressão, o sistema hidráulico transmite máximo de força

num mínimo de peso e espaço.

Parada e inversões rápidas de movimento: são permitidas por causa da baixa inércia, do uso de

válvula direcional e válvula de segurança ( sistemas elétrico e mecânico não permitem isto sem

parar o movimento).

Variação contínua de velocidade: pode-se obter infinitas velocidades e variá-las de maneira

contínua, pode-se usar uma bomba de deslocamento variável ou válvulas controladora de fluxo (

sistemas elétricos tem velocidade fixa, e mecânico tem velocidade escalonada).

Auto-lubrificação: o fluido além de transmitir potência faz a lubrificação das peças móveis do

sistema.

Proteção de sobrecarga: utiliza-se uma válvula de segurança para que, quando a carga exceder o

limite regulado, a bomba descarrega a vazão direto no reservatório.



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DESVANTAGENS DO USO DOS CIRCUITOS HIDRÁULICOS

Custo de aplicação é mais alto em relação à sistemas elétricos e mecânicos.

Existem perigos inerentes com o fluido sob pressão, por isso devemos apertar

firmemente as conexões.

O atrito e as fugas de fluido reduzem o rendimento, porém a combinação com sistemas

elétricos, mecânicos, e pneumáticos, nos permitem soluções reacionais para problemas

técnicos.

Perigo de incêndio, pois a maioria dos fluidos é inflamável.

Baixo rendimento (em torno de 65%), devido às várias transformações de energia que

ocorrem (perdas de carga e vazamentos internos.



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Perdas de Cargas

O atrito entre as partículas do fluido em movimento dissipa energia na forma de calor. O

sistema perde energia (redução da pressão). Dependente do:

Comprimento da tubulação;

Rugosidade interna da tubulação;

Número de derivações e curvas;

Diâmetro da tubulação;

Velocidade do fluxo.



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Perdas de Carga Localizadas

Ocorre em curvas, válvulas, derivações, conexões etc.



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Perdas de Carga Localizadas

Ocorre ao longo da tubulação.


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