Curso de Hidráulica Engenharia UNA [Modo de Compatibilidade]

7/30/2019 Curso de Hidrulica Engenharia UNA [Modo de Compatibilidade]

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Sistemas Hidrulicos

Hidrulica & Pneumtica 1


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Comandos Hidrulicos e Pneumticos

Parte 2 - HidrulicaCaptulo 1 - Introduo Hidrulica

Transmisso da energia hidrulicaHidrosttica e hidrodinmicaEstrutura de uma unidade hidrulicaVantagens do sistema hidrulicoDesvantagens do sistema hidrulico

Captulo 2 Princpios FsicosPresso hidrosttica, lei de Pascal, transmisso de energia, transmisso de presso,equao da continuidade, equao de Bernoulli, resistncia ao fluxo.Nmero de Reynolds, factor de frico.Fluxo laminar e turbulentoPerda de carga

Captulo 3 Fluidos HidrulicosFunes principais e secundrias

2Hidrulica & Pneumtica

Requisitos do fluido

Tipos de fluidoPropriedades do fluido

Captulo 4 Componentes HidrulicosReservatrio, trocador de calorFiltros e elementos filtrantesMangueira e conexoBomba de engrenagem, parafuso, palhetas, pistes radiais, pistes axiais.Vlvulas, classificao quanto a forma construtiva e funo.Vlvula de controle de presso, vlvula de vazo, vlvula de reteno, vlvula de controledirecional, servo-vlvula, vlvula proporcional, elemento lgico, atuadores, acumuladorhidrulico.

Captulo 5 Dimensionamento Hidrulico


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Captulo 1

Introduo a Hidrulica



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Hidrulica, transmisso de energia:Hidro = gua, aulos = tubo

Os meios de transmisso de energia um lquido(ar pneumtica)

Transm. de energia Hidrodinmica: Cincia dos lquidos em movimento. Turbina, Roda d`gua. Potncia de transmisso de energia cintica

Transm. de energia Hidrosttica: Mecnica dos fluidos estticos, teoria dascondies de equilbrio dos fluidos sobpresso.

Transmisso da energia Hidrulica

Transformao da energia dinmica da gua,nas usinas hidreltricas. A posio relativa ao espao fsico demontagem fixa.

.

Com a restrio a passagem do fluxo, gera-sealta presso e atravs de uma linha detransmisso e elementos de controle destapresso aciona um atuador (linear ou rotativo). A posio relativa ao espao fsico demontagem varivel, mas no deve ser muitogrande por causa de perdas (


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kW

kgHidrosttico

Hidrodinmico

A grosso modo:

P = Dp Q (vazo)

Q grandes, pequenas Dp Transmisso Hidrodinmica

Dp grandes, pequenas Q Transmisso Hidrosttica.

A DP densidade da Energia (Power)Hidrosttica x hidrodinmica

P[kW]100 200 300 400

,

da tarefa

Geralmente, a aplicao de sistemas Hidrodinmicos, so mais favorveis paraenergias com potncia superior a 300 kW .Tambm aplica-se a pequenas potncias, operao suave, mas a partir de grandes

massas.A Hidrosttica (Hidrulica) aplicada para movimentos lineares ou giratrios comgrandes foras. Uma caracterstica importante a parada instantnea com preciso.



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As lminas, ao girar, propiciam afora centrfuga que causa aao de bombeamento.

Sada

Sada

Entrada

Lminas impulsoras

Hidrodinmica

Hidrulica & Pneumtica

Impulsor

Hlice

EntradaTipo axial (hlice)

Fluxo axial geradopor uma hlice rotativa.

Tipo centrfugo (impulsor)

6


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Hidrulica Estacionria (Industrial): Mquinas de produo e montagem de todos os tipos; Linhas de transferncia; Mquinas de elevao e transporte; Prensas; Mquinas de injeo e moldagem; Pontes rolantes; Elevadores.

Subdiviso da Hidrulica (Hidrosttica)


Hidrulica Mobil: Equipamentos de construo; Sistemas basculantes, plataformas elevadoras; Mquinas de transporte e elevao; Equipamentos agrcolas.


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Power train

Mecanismos de transmisso de energia:

Motor AC

Motor DCMotor a Diesel

Alimentao do

sistema detransmisso

Mquina(MovimentoLinear ourotativo)

Mi,i M0,0

F0, v0

ngrenagem

Acionamento por correia Unidade de frico Acoplamentos rgidos Embreagens

Propriedades: difcil variar continuamente a rotaodestes mecanismos. A posio relativa a montagem fixa. Se o motor eltrico (motor DC ou motor

AC com freqncia varivel), ento avelocidade de rotao pode ser alteradacontinuamente, mas eles so caros.



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Elementos de

Controle AtuadoresConjunto

Motor, bomba

Reservatrio de fluido

vlvula de limit. de ressoVlvulas, determinando o

Elementos de trabalho

Linear

Estrutura de uma unidade hidrulica

Filtro Tubulao

sen o o uxo, press o, e

vazo do fluido de trabalho

Rotativo

Oscilante


Definio de Sistema hidrulico:Conjunto de elementos fsicos associados que, utilizando um fluido como

meio de transferncia de energia que permite a transmisso e o controlede fora e movimento.


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Estrutura de uma unidade hidrulica



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Um tpico sistema hidrulico

1 - Bomba2 - Tanque de leo - Reservatrio3 - Vlvula de reteno

4 - Vlvula de limitadora de presso5 - Cilindro hidrulico6 - Vlvula de controle direcional7 - Vlvula redutora de vazo



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Mtodo simples para criar movimentos lineares,

Gerao de grandes foras e torques, alta densidade de

energia, Variao continua da velocidade do atuador,

Fcil reverso da direo do movimento, possvel a plenacarga ou repouso,

Vantagens do sistemas hidrulicos

Parada instantnea e precisa,

Proteo de sobrecarga simples (nenhum dano em caso desobrecarga),

Simples monitoramento de carga, medindo a presso,

Posicionamento varivel da fora motriz e atuador, grande

densidade de potncia (massa relativamente pequena secomparando s unidades elctricas e mecnicas),

Robusto (insensvel as influncias ambientais).



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necessrio fluido de trabalho,

Problemas de vazamento,

Desvantagens do sistemas hidrulicos

,

No econmico para grandes distncias Rendimento de 75~90%.



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Captulo 2

Princpios Fsicos



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e) Continuidade

b) Lei de Pascal

g) Equao de Bernoulli

a) Presso Hidrosttica c) Transmisso de Energia

d) Transmisso de presso

Princpios Fsicos - Clculos Bsicos

f) Resistencia ao Fluxo



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a) Presso Hidrosttica



Presso da coluna = .g. h = h . Onde r() a densidade, gama () o peso especfico do fluido

Se A1 = A2 = A3, ento as foras resultantes tambm sero iguais, F1 = F2 = F3


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b) Lei de Pascal

A Presso exercida em um pontoqualquer de um fluido em repousotransmite-se integralmente a todosos pontos do fluido e atuaperpendicularmente contra as


Onde:p = Presso - Pascal - PaF = Fora - N (Newton)A = rea - m2

p =F

A

----

.


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P = F / AP = 100/10

P = 10 Kg/cm100 kg100 kg 1000 kg1000 kg

c) Transmisso de Energia


P = F / A10 = F/100

F = 1.000 Kg


10 kg/cm10 kg/cm

100 cm100 cm

10 cm10 cm


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Princpios Fsicos - Clculos Bsicosd) Transmisso de presso

Dois mbolos de dimetros diferentes so unidos entre si por uma haste.Atuando-se com a presso P1 sobre a rea A1, temos no mbolo maior a

fora F1. A fora F1 transmitida pela haste ao mbolo menor. Essa foraage sobre a rea A2 e provoca uma presso P2. Desconsiderando o atritoteremos:


F1 = F2 = Fora P1 x A1 = P2 x A2 P1 x A1 = F1 P2 x A2 = F2 P1/P2 = A2/A1

Este o princpio do multiplicador de presso onde as presses soinversamente proporcionais s reas aplicando-se a mesma fora.


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e) ContinuidadePrincpios Fsicos - Clculos Bsicos

Q = V----


Onde:Q = Vazo (m3/s)V = Volume (m3 )

V = A x st = tempo (s)A = rea (m2)

s = curso (m)v = velocidade (m/s)

v = s / t

Q = Vt

V = A . s Q = A . st

velocidade

v = st

Q = A . v (Equao da Continuidade)

Conservao da massa, ondeQ1 = Q2A1 x v1 = A2 x v2

Q1 = A1 x v1 = A2 x v2


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Princpios Fsicos - Clculos BsicosSegundo a lei da conservao da energia, em um fluxo, a energia permanececonstante, enquanto no houver troca de energia com o exterior.Considera-se um fluido ideal sem perda por atrito.

Equao de Bernoulli Energia de presso esttica

Constante =

Pt = Presso total

)2

(2v

ghP

H ++=

2.2

.. vP

hgPstPt ++=


g) Equao de Bernoulli

Pst = Presso esttica

= Presso da coluna de fluido

= Presso dinmica

hg..

2.2v

P

Notar que o aumento de

velocidade na seo estrangulada compensado pela menorpresso dinmica.


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h: altura em relao a um plano de referncia.p: presso.: massa especfica.g: acelerao da gravidade.

c: velocidade.

h = energia potencial da massa do fluido.

= energia devido compresso com vol. Const.



= energ a c n t ca ev o ve oc a e a qu r a.

Essa igualdade a lei da conservao da energia aplicada ao escoamento. Desde que ele ocorre sematrito, no h troca de energia com o meio e a energia total do fluido permanece constante.

Na figura, o esquema de um escoamento simples de um lquido, considerando presses relativas:

Ponto 0 - Considera-se o reservatrio abastecido e o fluido est em repouso.

A energia do fluido 100% potencial (altura fsica h0) e as demais parcelas so nulas. No ponto 1 - A energia potencial menor (h1) e o fluido tem uma determinada presso e velocidade. No ponto 2 - A energia potencial ainda menor (h2) e o fluido tem maior presso e velocidade.


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A equao de Bernoulli em termos de presses: Multiplic. ambos os lados por g:

Energia Constante do Po ao P2 =

Portanto, todas as parcelas tm dimenso de presso e so denominadas:

H g = presso total

2

2

v

ghPgH ++=



P = Presso, devido a compresso

h g = presso esttica, potencial (h)

= Presso dinmica, devido a velocidade

c2 = = velocidade

2

2c

v2


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Princpios Fsicos - Clculos BsicosAtrito e escoamento

No escoamento real de um fluido, a energia hidrulica ao ser transmitida pelatubulao acarreta sempre uma perda de carga. Visto que nas paredes do tubo,

nos acessrios como conexes, registros, etc., e no prprio lquido se produzatrito, que por sua vez, gera calor. Uma perda de energia hidrulica significa umaperda de presso do lquido hidrulico.A perda de carga entre pontos genricos 1 e 2 importante para saber se apresso fornecida ao sistema ou no suficiente ao que se propem.


es s enc a ao uxoInfluem na perda de carga: Velocidade do fluxo. Tipo de fluxo (laminar ou turbulento) Dimetro do tubo Viscosidade do lquido Rugosidade do tubo Volume de passagem Restries (vlvulas, acessrios, etc).


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Nmero de Reynolds Re.Grandeza adimensional que classifica o escoamento.

= Velocidade do fluido (cm/s)

dh = Dimetro interno da tubulao (cm)V = Viscosidade cinemtica do fluido em stokes (cm2/S)

0 Re 2.300 Escoamento laminar Menor perda de carga2.300 Re 4.000 zona de transio Maior perda de carga


v

vdh =Re


.

Fator de frico fTrata-se de um nmero tambm apuro. devido a temperatura dofluido e rugosidade interna do duto, isto , quanto mais rugoso for ointerno do duto, maior dificuldade ter o leo de escoar.

X = 64 para tubos rgidos lisos e temperatura constante.X = 75 para tubos rgidos lisos e temperatura varivel ou para tubosflexveis e temperatura constante.X = 90 para tubos flexveis e temperatura varivel.

f = X

Re


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Fluxo Laminar e Turbulento

Laminar Turbulento



Escoamento laminar. Pode-se dizer que, nessa situao, as veias do fluxos (oulminas, se considerado o aspecto tridimensional) escoam de maneira uniforme,sem mistura com as demais.

Quando a velocidade do fluido supera um valor crtico, provocando instabilidadesnas linhas de fluxo, o que observado nas perturbaes laterais irregulares eescoamento desuniforme. Essa condio denominada escoamento turbulento.


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A partir da frmula anterior, Reynolds pode deduzir a velocidade crtica:

Exemplo: Para gua a 25C pode-se considerar viscosidade cinemtica 1 cSt ( = centistokes = 102 stokes = 106 m2/s). Um leo SAE-10 tem

vcrtica = 2000 .Viscosidade

Dimetro interno



v scos a e c nem ca c . ons era-se um u o e me ro

25 mm. As velocidades crticas sero:

cgua = 2000 106/ 25 103 = 0,08 m/s.

cleo = 2000 100 106/ 25 103 = 8 m/s.

Conclu-se, portanto, que escoamentos usuais de gua so turbulentos e

que escoamentos prticos de leos podem ser laminares.Normalmente os fabricantes de equipamentos hidrulicos informam asvelocidades crticas para o correto dimensionamento da tubulao.


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Perda de Carga.

Durante o escoamento do fluido atravs do sistema hidrulico, pode ocorreruma perda de presso, mais comumente chamada de perda de carga, que devido a vrios fatores. Todos os fatores entram no clculo:


215915

1.

9266

...

2v

D

Lfp =


= Perda de carga no sistema (bar)f = Fator de fricoL = L1 + Ls = comprimento total da tubulao (cm)L1 = Comprimento da tubulao retilnea (cm)Ls = Comprimento equivalente dos acessrios Perda LocalizadaD = Dimetro da tubulao (cm)

v = Velocidade de escoamento do fluido (cm/s)= Massa especfica ou densidade absoluta do fluido (kg/ )215915 x 9266 = Fator de converso de unidades.

p

m3


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Queda de presso atravs de uma restrio.

Refere-se a perda de presso nas restries ou estreitamentos, devido aconverso de energia de presso em energia trmica. Existem os casos que oestreitamento deliberado como na utilizao de vlvula de reduo depresso, mas se deseja que nos estreitamentos, no haja perda de pressopor aquecimento. Todo fluido hidrulico se aquece, pois durante o trabalho, olquido passa por muitos estreitamentos que existem nos equipamentoshidrulicos.



Q = . A . 2 . P/

= Fator hidrulico (0,6 a 0,9) valor dependente da viscosidade e da formado estreitamento.A = rea do estreitamento (m2)

= = Massa especfica ou densidade absoluta do fluido (kg/ )

Podemos tambm usar a expresso resumida: Q2 P

m3


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Perda Trmica.

A perda trmica gerada em um sistema hidriulico caracteriza-se pela perda depotncia que pode ser vista em termos de taxa de calor gerada devido sperdas de carga. importante salientar que essa taxa de calor propaga-se pelas tubulaes pormeio do sistema, elevando a temperatura do fluido em movimento. Ento anecessidade das chicanas (aletas) no interior do reservatrio. Porm, se amagnitude dessa taxa atinge valores relativamente grandes e no consegue se



dissipada na recirculao pelo tanque, torna-se- necessrio o uso de um

trocador de calor, que pode ser dimensionado a partir dessa taxa de calorconhecido.

q = 1,434 . PT . Qb

q = Perda trmica (Kcal/h)

PT = Perda de carga total (bar)Qb = Vazo fornecida pela bomba hidrulica (l/min)1,434 = Fator de converso.


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Captulo 3Fluidos Hidrulicos



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muito importante a especificao do fluido para o sistemahidrulico. Ao selecionar um fluido hidrulico para umaaplicao, necessrio considerar a presso, temperaturae materiais do sistema.A seleo incorreta pode levar a:

O desempenho do sistema inadequado. Falha prematura de componentes. O potencial de incndio.

Fluidos hidrulicos - Seleo


A poluio ambiental, em caso de perda de

conteno.

O fabricante especifica as caractersticas do lquido exigido eo tempo de uso.Antes de encher o tanque com o leo novo, o equipamentotem que ser lavado com leo.

Nunca misture leo velho e novo!


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Eles tm as seguintes funes principais:

Transmisso de energia (presso e transmisso de movimento), Transmisso do sinal de controle.

Fluidos hidrulicos - Funes

Funes secundrias: Lubrificao dos componentes deslizantes e rotativos evitandoo atrito e o desgaste, Vedao, onde h pequenas folgas, Transportar o calor do local de gerao, geralmente para oreservatrio,

Transporte de partculas slidas para o filtro, Proteco de superfcies de ataque qumico, principalmente corroso



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Funcional: Boas caractersticas de lubrificao, Viscosidade no deve ter forte dependncia da temperatura e presso, Boa condutividade trmica, Baixo coeficiente de dilatao trmica, Grande mdulo de elasticidade.

Econmico: Baixo preo, Retardar o envelhecimento trmico e estabilidade qumica longo ciclo de

Fluidos hidrulicos - Requisitos

vida til.

Segurana: Alto ponto de fulgor e, em certos casos no inflamveis e todosquimicamente neutro (no agressivo no contato com os materiais dosequipamentos), Baixa capacidade de dissoluo do ar e de formao de espuma quando

submetidos turbulncia.

Ecologicamente correto: Nenhum dano ambiental e nenhum efeito txico.



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base de gua, resistentes ao fogo (3%):Utilizado onde os riscos de incndio ou poluio ambiental uma preocupao.

Olo Mineral (75%):Fluidos base de petrleo sendo o tipo mais comum de fluido.

Fluidos hidrulicos - Tipos

Biologicamente degradveis Natural (13%) Sintticos resistentes ao fogo (9%):

Utilizado onde os riscos de incndio ou poluio ambiental uma preocupao



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A base de gua: gua sem aditivos, gua com aditivos.

Fluido antigo, mas hoje h um ressurgimento na utilizao onde h risco de

exploso ou incndio ou problema de higiene. Indstria alimentcia e farmacutica, indstria txtil, minerao.

Vantagens:


Nenhuma poluio ambiental

Fcil eliminao Barato Nenhum perigo de incndio ou exploso Disponvel em toda parte Conduo de calor 4 vezes mais rpido que os leos minerais Mdulo de compresso duas vezes mais elevada do que os leos

minerais Viscosidade no forte dependncia da temperatura



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A base de gua:

Desvantagens:

Caractersticas prejudiciais de lubrificao Baixa viscosidade (problema de vedao, mas com baixa

perdas de energia ) Peri o de corroso



Perigo de cavitao perigo (presso de vaporrelativamente alta) Limitado intervalo de temperatura de aplicao

(congelamento, evaporao). Consequncias: Necessidades de materiais especfico

como plsticos, cermicas, ao inoxidvel e tolernciasmuito pequenas Componentes so caros.


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leo Mineral:

Sem aditivos. Com aditivos.

"Utilizao" convencional na hidrulica industrial.So utilizados misturas de diferentes leos, muitas vezes com aditivos: Diminuir a corroso, Aumentar a durao da vida til.


e orar a epen nc a a empera ura e v scos a e.

Melhorar o transporte de partculas;

Vantagens: Boa lubrificao e Barato. Alta viscosidade (bom para vedao, ruim para perdas).

Desvantagens: Inflamvel e a poluio ambiental.



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Fludos no inflamveis:

Sem gua. Com gua.

Aplicados em Minerao, indstria area, fundio, siderurgia, ondeh perigo de exploso e incndio.

leo-gua de emulses (leo sinttico) ou de gua sem lquidos



.etileno ou propileno glicol.

Desvantagens: Maior densidade, perdas mais elevadas, maior possibilidade de cavitao, Limite de temperatura operacionais


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Fluidos Biologicamente degradveis:

Natural.

Sinttico Provenientes de produtos quimicos sintetizados em laboratrio queso fosfato de steres e cloridratos de hidrocarbonos. So menos inflamveisque os leos minerais. Tendem a deteriorar os elementos de vedao comoNBR e Neoprene. A altas temperaturas pode formar vapor e causar danos emsistemas eltricos, irreparveis. Com o tempo decresce o ndice de



viscosidade e comum utilizar aditivos que suavizam, mas no resolve o

problema.

Proteco do ambiente, proteco dos recursos hdricos Mquinas agrcolas Hidrulica Mobil.

Caractersticas semelhantes aos leos minerais, mas muito mais caro.Se a tendncia continuar seu uso se expande, o preo diminui.


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Conclundo, Viscosidade a resistncia ao fluxo dasmolculas de um lquido

Fluidos hidrulicos - PropriedadesNo escoamento de um fluido real, h sempre atritos internos que se opem ao movimento. So aschamadas foras de viscosidade, que produzem tenses nas superfcies de qualquer partcula dofluido.O atrito entre o fluido e a superfcie mvel causa a torso do fluido. A fora necessria para essa ao a medida da viscosidade do fluido.Ento viscosidade a propriedade associada a resistncia que o fluido oferece a deformao por

cisalhamento. Corresponde ao atrito interno nos fluidos devido basicamente a interaesintermoleculares, sendo em geral funo da temperatura. comumente percebida como a "grossura",ou resistncia ao despejamento.


A viscosidade cinemtica (letra grega nu, ), definida por:

em que a massa especfica do fluido e viscosidadedinmica.

ndice de viscosidade a medida relativa da mudanade viscosidade de um fluido mediante as variaes detemperatura. Ponto de fluidez a menor temperatura que o lquido

fluir. Como regra geral, o ponto de fluidez dever estar10C abaixo da temperatura de operao.Est propriedade crtica quando o fluido trabalha abaixas temperaturas.

t [C or K]

=

Dependncia da Temperatura


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Um fluido que tem viscosidade relativamente estvel as variaes de temperaturas, tem um altondice de viscosidade.Um fluido que espesso, quando frio, e fino quando quente, possui baixo ndice de viscosidade.A escala original de nd. de viscosidade varia de 0 a 100, representando as caractersticas do pior

ao melhor leo.Com os novos aditivos e tcnicas de refinaria conseguiu-se aumentar este nmero acima de 100.

A medio prtica de viscosidade feita por instrumentos prprios denominados viscosmetros.H vrios tipos, fundamentados na medio direta de foras ou de outros parmetros como tempopara queda de um corpo no fluido, tempo de escoamento de determinado volume, etc. Em vrios

Fluidos hidrulicos - Propriedades


deles, os resultados so dados em unidades especficas para cada tipo (Redwood, Engler,

Saybolt, etc), que podem ser facilmente convertidas para unidades SI atravs de frmulas e/ougrficos.

No SI a unidade da viscosidade cinemtica m2/s. No sistema utilizada a unidade Stokes edada a magnitude do seu valor prefervel utilizar a forma centistokes.

Lquido gua Leiteleo

combustvel

leo

vegetal

leo

SAE-10

leo

SAE-30Glicerina

leo

SAE-50Mel

leo

SAE-70 (cSt) 1 4 16 43 110 440 650 1735 2200 19600

Tabela para viscosidades cinemticas aproximadas a 20C de alguns lquidos. Em centistokes (= 102 St = 106 m2/s).


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Entretanto uma viscosidade muito alta aumentao atrito, resultando: Alta resistncia ao fluxo, Aumento do consumo de energia devido asmaiores perdas por atrito

Alta temperatura causada pelo atrito, Maior queda de presso devido a resistncia, Possibilidade de operao vagarosa, Dificuldade em separar o ar do leo noreservatrio.Se a viscosidade for baixa demais:

1,5

2

2,5

30

30 C

40 C

50 C

T=80 C

Fluidos hidrulicos - Propriedades

O vazamento interno aumenta,

Desgaste excessivo, Pode reduzir o rendimento da bomba100 200 300 400

p [bar]


Dependncia da Presso

Um alto ndice de viscosidade desejvel quando um equipamento operaem temperaturas extremas e oscilante.

Um equipamento que opera a temperatura relativamente constante, ondice de viscosidade menos crtico.


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ViscosidadeX m

m2/s]

Fluidos hidrulicos Propriedades

Temperatura

Temperature [C]

Viscosity[



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Captulo 4Componentes Hidrulicos



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Reservatrios Hidrulicos



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Funcionamento

Do que consiste um Reservatrio Hidrulico




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11

33

99

1

3

9 Smbolo

Funes: Reserva para o fludo hidrulico; Dissipa o calor; Separa a gua e materiais slidos; Suporte para grupo de acionamentosendo bomba e motor e, outros

componentes;

1 Filtro de enchimento e suspiro;2 - Escotilha para manuteno;



2244 55

6677

24 5

67

3 - Tubo de sucao com filtro;4 - Parafuso de drenagem, magntico paraatrair particulas ferrosas de desgaste;5 - Visor de controle para nvel;6 - Tubo de retorno;7- Chicana, diminui a turbulencia fazendo

com que as impurezas se depositem no

fundo do reservatrio, que deve ser

levemente inclinado;8 - Bomba;

9 - Motor eltrico;


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Tipos de Reservatrio

Convencional

Dimensionamento

A B C D E

20 330 0 327 0 430 0 87 5 13 0

Dimenses (mm)Reservatrio(litros)



Suspenso

em forma de L

, , , , ,

60 400,0 410,0 600,0 114,0 13,0

80 410,0 473,0 720,0 114,0 13,0

120 490,0 495,0 870,0 114,0 13,0180 620,0 500,0 950,0 114,0 -

250 660,0 550,0 1050,0 114,0 -

300 680,0 600,0 1100,0 114,0 -

400 770,0 600,0 1270,0 114,0 -

500 800,0 700,0 1300,0 114,0 -

49

Dimensionamento

1) V(Volume do reservatrio) = Q (l/min) x 2 ou 3 (mn.), normalmente 5 x, acrescido de 10 a 20% devolume de ar. Em sistemas mobil ou aeronutico, as vantagens de um reservatrio grande, s vezesprecisam ser sacrificadas devido as limitaes de espao.

2) As medidas dos reservatrios podem sofrer uma variao 1% nas medidas mencionadas na tabela;


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Circuito

hidrulicoPlantadeiraAdubadeira

Bomba hidrulica

Motor Fertilizante A


Reservatrio/Filtro retorno

Motor Semente


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Secondary flight control

Fin control actuator. Auto target recognition

Remote input/output

Airbrake actuator

Battery charging systemPower supplies

Prognostics and healthMonitoring system

Fuel dump

Variable speed constantFrequency power generationRegulated/transformer rectifier unit

Variable exit nozzle/Thrust vectoringActuation systemEngine distress and monitoring system

Gun podCable harnesses and connecters

Canopy/Windscreen system/Canopy actuators

Primary flight control actuators

Tailcone

Primary flight control actuatorsEmpennage components

Smiths Aerospace is a Tier One supplier on military platformsCapabilities on fighters: (Applications: F-35, F-22, F-18 E/F, F-16, Eurofighter, Hawk)


Landing gear actuationand uplock mechanism

Nose wheel steeringHydraulic valves

Holdback bar

Integrated cockpit suiteData recording/Displays

Pitch feel

Fuel and hydraulic tubes/hoses

e ue ng pro e

Seatactuator

DoorsAir intake control

Hydraulic fusesReservoir

Valves

AccumulatorEngine components

Integrated modular avionics

Mission computerUtilities computerStores management systemsInterface blanker unitSupplementary power and cooling systemEnvironmental control system

Fuel tankActive fuel probes

Landing gear actuation door lock

PylonsPylon interface unitMissile lock

Wing structures

Stores/WeaponDeployment actuation system

Mission planningand debrief systems(ground based)


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Smiths Aerospace has a strong position with Boeing and AirbusCapabilities on large commercial aircraft (Applications: Boeing: 737, 777, 787 Airbus: 320, 300/340, 380)

Remote input/output

Power generation

High-lift systemsFuel systems

Fuel and hydraulic tubes/hoses

Airframe components

Primary flightcontrol actuators


Power generation

Cable harnesses and connecters


Environmental control

Wing structures


Flying control surfaces

Fuel systems

Thrust reverser and cowl opening actuation system

Engine componentsEngine actuation

Landing gear actuation and control

Wing structures

Utilities management

Doors and door actuatorsPower distribution

Landing gear actuationand control

Structures

Integrated avionicsFlight managementData management

Displays

Doors and door actuators


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Resfriadores ou trocador de calor

Resfriadores a Ar Resfriadores a gua

entrada de fluidoduto

aletasde refriamento

tubossmbolo de

-carcaa

smbolo deresfriador a gua-leo

Resfriador ou trocador de calor


resfriadorde ar-leo

-

resfriador de gua-leo

tubos

54

Resfriar o leo quando o reservatrio no consegue manter o fluido a temperaturanormal e h superaquecimento. No modelo ar-leo, para discipar o calor o leo passa por dentro dos tubos e sobreos mesmos e aletas ventilado o ar. No modelo gua-leo, gua circula internamente nos tubos e o leo direcionadoexternamente realizando a troca de calor.


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Os trocadores de calor operamnormalmente baixa presso, 10,5 Kg/cm2 .Assim sa normalmente montados na linhade retorno ou dreno.

Para garantir que um aumento abrupto dapresso no os danifique, so instalados emparalelo com uma reteno com aberturaautomtica da mola de 3 a 4,5 bar.



,sistema dedicado de recirculao e filtragem

do leo hidrulico.


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Power pack range.

Mineral oil Total Equivis ZS 46Biodegradable oil Panolin HLPSynth 46


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Filtros



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Elementos Filtrantes



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Elementos de Filtro de Profundidade

Construo tpica da fibra de vidro grossa (100x)


Construo tpica da fibra de vidro fina (100x)

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Elementos do Tipo de Superfcie ar



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Filtro de Suco100 a 150 microns

Filtro de Presso0,1 a 20 microns

Filtro de Retorno40 a 80 microns

A localizao depende da funo que o mesmo ir exercer, pois o filtro podertrabalhar da maneira mais adequada proteo que ele proporciona ao sistema.

Filtros


filtro desuco interno

filtro de presso filtro delinha deretorno

61


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- A montagem no local maisdifcil do equip. hidrulico-

- Montagem simples- Preo

DesvantagensVantagens

Smbolo

Filtros de suco


manuteno

- Devido a perigo de cavitao,s possvel filtragem degrandes partculas

-100 a 150

-componentes hidrulicos

contra contaminao porpartculas grandes


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- necessrio um by-pass- No caso de picos de pressoe partida frio, passam as

- Baixo custo- Manuteno simples- Pode realizar filtragem fina


Smbolo

Filtros de retorno


partculas de contaminaoatravs da vlvula by-pass

aberta- 40 a 80

- No provoca nenhuma

cavitao na bomba


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- Precisa ser robusto(suportar presso- O elemento precisa estar

- Poder ser montadodiretamente antes decomponentes sensveis


Smbolo

Filtros de linha (presso)


diferencial de presso

- Conforme a resistncia vazo, a potncia convertida em calor

-0,1 a 20

-- Manuteno simples

- Longa vida til- No provoca nenhumacavitao na bomba

Filt


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Vlvula de Desvio (Bypass) do Filtro

Indicador de Filtro

Indicador visual e eltrico da condio do elemento

Conjunto da vlvula de alvio(bypass)

Canal de entradaDesvio

Limpo mostrador

Filtros


Canal de sada

Elemento de filtro

Carcaa de presso

65

Filt


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Funcionamento do Indicador de Filtro

Desvio

Necessita Limpeza

Limpo

Desvio

Limpo

Limpo

Desvio

Desvio

Limpo

Filtros


M i C


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Mangueiras e Conexes

Cano (pipe)

Tubo (tubing)


Mangueira (hose)

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Principais Tipos de Mangueiras Hidrulicas


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Aplicao Norma Tipo de Tipo de Dimenses Cdigo CatlogoConstrutiva Reforo Cobertura

Baixa presso WOA. Tranado txtil Borracha interno real 801 4400gua, leo, ar. 250 psi

Baixa presso WOA. gua, leo, Tranado txtil Tranado txtil interno real 821FR 4400ar. 250 psi. Resistente chamas

Baixa presso WOA. gua,leo, Tranado txtil Tranado txtil interno real 821 4400ar. 250 psi. Resistente abraso

Baixa presso. 565 - 1250 psi SAE 100R3 Tranado txtil Borracha interno real 601 4400

Suco. 200 - 1200 psi SAE 100R4 Um fio de ao disp. Borracha interno real 881 4400em forma helicoidal

Principais Tipos de Mangueiras Hidrulicas


Mdia presso. 200 - 3000 psi SAE 100R5 Tranado txtil Tranado txtil nominal 201 4400Tranado ao cor preta bitola cano

Mdia presso. 375 - 2750 psi SAE 100R1AT Tranado ao Borracha interno real 421 4400

capa finaMdia presso. 350 - 3000 psi Similar ao Tranado txtil Borracha nominal 225 4400

SAE 100R5 Tranado ao bitola cano

Mdia presso. Alta Temperatura SAE 100R5 Tranado txtil Tranado txtil nominal 206 4400350 - 3000 psi Tranado ao cor azul bitola cano

Mdia presso. Alta Temperatura SAE 100R1AT Tranado ao Borracha interno real 421 HT 4400375 - 2750 psi capa fina

Mdia presso. Hi-Impulse SAE 100R1AT/ Tranado ao Borracha interno real 481 44001275 - 3250 psi DIN 20022-1SN capa fina

Mdia presso. 350 - 3000 psi SAE 100R1A Tranado ao Borracha interno real 215 Stratoflex

capa grossaAlta presso. 1125 - 5000 psi SAE 100R2AT 2 Tranados ao Borracha interno real 301 4400

capa fina

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Grfico de Auxlio naEscolha do DimetroInterno da Mangueiraem Funo da Vazo

do CircuitoO Grfico ao lado foi baseado na seguinte frmula:

Q x 0.4081

Vazo em gales

por minuto (gpm)200

10090807060

50

40

30

20

Dimetro Interno da

Mangueira em polMangueiras Bitola

Cano

Todas as Outras - Dimetro Real

Velocidade do Fluidoem ps por segundo2.3/8

1.13/16

1.3/8

40

32

24

32

24

2

1.1/2

2


=V

Onde: Q = Vazo em Gales por Minuto (gpm)

V = Velocidade do Fluido em Ps por Segundo

D = Dimetro da Mangueira em Polegadas

987

65

4

3

2

1.0

.9.8

.7

.6

.5

.4

1.1/8

7/8

5/8

1/2

13/32

5/16

1/4

3/16

20

16

12

10

8

6

5

4

16

12

10

8

65

4

3

.

1

3/4

5/8

1/2

3/85/16

1/4

3/16

Velocidade mximarecomendada para

linha de suco

4

5

678

10

15

20

30

Velocidade mximarecomendada paralinha de retorno

Velocidade mximarecomendada paralinha de presso

69

Como Determinado o Vcuo


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Como Determinado o Vcuo


Presso absoluta e presso relativa


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Presso absoluta e presso relativa


Um espao completamente vazio tem naturalmente presso nula, constituindoum vcuo total ou zero absoluto de presso. Desde que o ambiente mais usual a atmosfera, comum expressar apresso em valores relativos presso da atmosfera e no em valores absolutos. Assim, a presso relativa (ou presso manomtrica) de um espao adiferena entre a sua presso absoluta e a presso da atmosfera. A maioria dos manmetros prticos indica presso relativa, mas vriasfrmulas de clculo exigem valores absolutos. Portanto, alguma ateno aconselhvel.

Manmetro


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Manmetro

50 O tubo tende a endireitar-sesob presso causando a rotaodo ponteiro


Tubo de Bourdon

Entrada de presso

Quando a presso aplicada esta luvamove o sistema articulado

Pisto

Piv

psig

5000

4000

3000

2000

1000

0

72

Bomba e Motor Hidrulico


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Bomba de Engrenagem


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( )

4 rRrbVg =

Tipos: Bomba de Engrenagem externa. Bomda de Engrenagem interna.

O volume geomtrico de deslocamento

transportado no espao entre os dentes.

)2(2

ou

2 xzmbVg +=

R

r

onde R o raio externo,r o raio do ltimo ponto de contato;b a largura;

z o nmero de dentesm o mdulox uma constante perfil


Bomba de Engrenagem


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Q

Engrenagem

motriz

Engrenagem movida

Vazo total

Propriedades:

Simples e robusto Baixo custo

Sensibilidade, confiana, pouca sujeira A operao independente da posio Boas caractersticas de suco Boa eficincia, at 90% Grande domnio velocidade de rotao:

T Tt

Motores de Engrenagens idnticos

n = 500 6.000 min-1

Ruidoso, irregular, vibrao, forte pulsao Pressure mx. 250 bar Vazo mx. 160 l/s


Smbolo

Bomba de Engrenagem Externa


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Propriedades:

Usado principalmente na hidrulica mobil. Alta presso em relao pequeno peso. Ampla faixa de velocidade. Ampla faixa de temperatura. Vasta gama de viscosidade. Alto nvel de rudo. Eficincia desfavorvel

Dados tcnicos: Deslocamento de 0,2-200 cm3 Max. presso de 300 bar (por NS). Velocidade de 500 6.000 min-1

As bombas de engrenagens ou G2, G3 e G4-tipo


Bomba de Engrenagem Interna


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Propriedades:

Usado principalmente na hidrulicaindustrial Baixo nvel de rudo. Fluidez. Alta capacidade de suco

Smbolo

Dados tcnicos: Deslocamento 3-250 cm3 Presso mx de 300 bar (por NS). Velocidade de 500 - 3000 min-1


Motor de Engrenagem


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Funo:

Converter energia hidrulica em energia mecnica Presso deslocamento especfico torque requerido Vazo deslocamento especfico velocidade

Aspectos da seleo: Presses Velocidade Deslocamento varivel

on es e ns a a o Vida til

Condies de manuteno Nvel de rudo permitido Preo

Dados tcnicos: Volume de deslocamento de 1-200 cm3 Presso mx. de 300 bar

Velocidade 500-10.000 min-1


Motor de Engrenagem Externa


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Motor de Engrenagem Interna


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Motor de Engrenagem Interna


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Bomba de Parafuso


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Funes - Propriedades:

Nenhuma pulsao, nenhum rudo, operao contnua

Maiores perdas por causa do caminho mais longo,

Maior o atrito, Custos elevados devido baixa tolerncia e

sensibilidade a viscosidade

( )

=

4

2sin

3604

222

o

sDsdDVg

s: passo


. . Presso mx. 170 bar

= 0,65-0,7

No existe nenhum tipo de motores de parafuso

Bomba de Palhetas


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a)

Tipos de bombas:

a) Single ao - volume de deslocamento ajustvel b) Dupla ao - volume de deslocamento constante

As palhetas podem ser pressionados contra acircunferncia por molas ou por presso

( )szDebVg = 2

b)

( )

=

24

22 dDzbkdDkbVg

para bombas de ao nica, s a espessura das palhetas

para vrias bombas de ao

D: dimetro mximo da curva internad: dimetro mnimo da curva internak: nmero de excentricidade protuberncias (Geralmente 2)


Bomba de Palhetas


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Q

Propriedades:

Como no h limite natural para a presso,uma vlvula de alvio necessrio se o limite foratingido. Relativamente silencioso, mais ruidosos do queuma bomba de parafuso Vazo mx. 600 l/min, Presso mx. 140 bar,

Utilizar como motor raro, somente como motor constante

p


> 0,7 Significativo desgaste por causa de superfcies

deslizantes Relativamente apresenta grandes perdas devazamento Pequeno tamanho Grande volume de deslocamento (Vg) Baixo custo

Bomba de Palhetas


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Double ao

Dupla ao balanceadaAnel elptico

7. lapt mgtt nyoms 8. kens miatt ketts lapt 9. horony a laptcscshoz

AA1FF

Curso de Hidráulica Engenharia UNA [Modo de Compatibilidade]

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