aula 6 - sistema hidropneumático - HIDRAULICA - 2018 - Ver. 4

Sistemas Hidropneumáticos

Aula 6

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Sistema Hidraulico

–

Parte 1

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Introdução

Hidráulica

Hidráulica é uma palavra que vem do grego e é a união de

hydro = água, e aulos = condução/tubo é, portanto, uma

parte da física que se dedica a estudar o comportamento

dos líquidos em movimento e em repouso.

A

óleo-hidráulica

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Princípios físicos - Pressão

Pressão é a força exercida por unidade de superfície. Em hidráulica, a

pressão é expressa em

kgf/cm

_,

_{atm, bar ou psi}

_.

A

F

p

=

1 Kg

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Princípios físicos - Pressão

Pressão manométrica ou relativa:

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Princípios físicos - Pressão

Fatores de conversão de unidades de pressão:

Atmosfera Pascal Bar milibar o

hPa mm Hg m H2O kgf/cm²

Atmosfera 1 1,01325×105 _{1,01325 1013,25 760,0 10,33 1,033}

Pascal 9,869×10-6 _{1 10}-5 _{0,01 7,501×10}-3 _1,020×10-4 _1,019×10-5

Bar 0,9869 100000 1 1000 750,1 10,20 1,020

milibar 9,869×10-4 _{100 0,001 1 0,7501 1,020×10}-2 _10,20

mm Hg 1,316×10-3 _{133,3 1,333×10}-3 _{1,333 1 1,360×10}-2 _13,60

m H₂O 9,678×10-2 _{9807 9,807×10}-2 _{98,06 73,56 1 0,100}

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Princípios físicos - Lei da pascal

1.Suponhamos uma garrafa cheia de um

líquido, o qual é, praticamente, incompressível

2. Se aplicarmos uma força de 10kgf numa rolha de 1 cm2 _{de área…}

3.O resultado será uma força de 10kgf em cada centímetro quadrado das paredes da garrafa

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Princípios físicos - Lei da pascal

Princípio Prensa Hidráulica

de 10kgf em um pistão de 1 cm2 _de

área.

ENTRADA=SAÍDA

1

2

p

=

p

Conservação de Energia

1

2

1

2

F

F

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Princípios físicos - Lei da pascal

9

Princípios físicos - Lei da pascal

Transmissão de pressão (

multiplicação de pressão

)

2 1

F

F

=

1

A

p

A

p



=



Como:

Logo:

Ou seja:

A

A

p

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Princípios físicos

–

Lei da Vazão

Se um fluido flui por um tubo com vários diâmetros, o volume que

passa em uma unidade de tempo é o mesmo independente da seção.

A velocidade do fluxo varia.

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Princípios físicos

Dimensionamento de tubos em função da velocidade

Tabela de velocidades de fluxo recomendadas no sistema óleo-dinâmico:

LINHAS FAIXA DE PRESSÃO VELOCIDADES

Pressão

P < 50 bar 4 m/s 50 < P < 100 bar 4 à 5 m/s 100 < P < 200 bar 5 à 6 m/s P > 200 bar 6 à 7 m/s Retorno 3 à 20 bar 2 à 3 m/s

Sucção -0,3 à 1,5 bar 0,6 à 1,5 m/s

D = diâmetro interno do tubo;

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Princípios físicos

Dimensionamento de tubos em função da velocidade

Exemplo:

Dimensionar o tubo de uma linha que trabalha com uma pressão de 80 bar e vazão de 50 l/min. A velocidade recomendada, conforme tabela acima.

Dados: Q = 50 L/min. ou Q = 833,3 cm3_/s

P = 80 bar, então adotaremos velocidade v = 4,5 m/s ou v = 450 cm/s

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Calcule a pressão hidrostática, que um fluido confinado

em um reservatório aberto exerce contra o fundo dele.

Considere os seguintes dados:

Massa específica do fluido(

μ

= 881 kg/m

₎

Nível de fluido no tanque(H = 5m)

Aceleração da gravidade(g = 9,81m/s

₎

Diâmetro do tanque(D = 3m)

14/06/2018 Marcio Gomes 13

14

Em relação à questão anterior, calcule a velocidade e a

vazão do fluido, sabendo que o mesmo leva 1,5h para

esvaziar completamente, por um orifício de 0,2m de

diâmetro.

14/06/2018 Marcio Gomes 14

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15

Para elevar um automóvel de 1000 kg através do bombeamento manual, é necessário um “macaco” hidráulico. Com os dados abaixo, calcular a força F1 necessária para elevar o automóvel e quantas vezes o operador deverá bombear para que este suba 15 cm

Fórmulas

✓p = F/A

✓v = A . S

✓A = .d2_/4

✓ = 3,14

Dados

✓F2 = 1000 kgf

✓A1 = 5 cm2

✓A2 = 50 cm2

✓S1 = 10 cm

✓S2 = ? (cm)

✓F1 = ? (kgf)

✓NS = ?

S₁ S2

A₁

A₂ F₁

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16

Uma injetora utiliza um sistema hidráulico para elevar a pressão de entrada de 40 bar para uma pressão de trabalho na injeção p₂. Conforme os dados relacionados abaixo, calcular a pressão de injeção p₂.

Dados

✓p1 = 40 bar

✓A1 = 15 cm2

✓A2 = 5 cm2

✓P2 = ? (bar)

Fórmulas

✓p = F/A

✓v = A . S

✓A = .d2_/4

✓ = 3,14

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17

Um cilindro hidráulico de dupla ação contém as seguintes características:

Área de avanço A1 = 20 cm2

Área de retorno A2 = 10 cm2

Curso do atuador Sat = 200 mm

Calcular a máxima força e velocidade que o atuador exerce no avanço e no retorno com uma pressão de trabalho (p) de 60 kgf/cm2 _{e vazão (Q) de}

5000 cm3_/min.

Fórmulas

✓p = F/A

✓v = A . S

✓Q = v . A

✓A =  . d2_/4

✓ = 3,14

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Qual a relação entre entre as áreas da câmara

traseira e dianteira de um atuador hidráulico

de dupla ação, para que a velocidade de

retorno seja o dobro da de avanço

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Um atuador hidráulico linear de dupla ação, com 60 mm

de diâmetro interno e haste com 20mm de diâmetro, tem,

para uma mesma condição de pressão e vazão, a razão

entre as forças e velocidades de avanço, em relação à de

recuo, respectivamente, de

(A) 1/9 e 1/3

(B) 1/9 e 9

(C) 1/3 e 3

(D) 3 e 1/3

(E) 9 e 1/9

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