Aula 1 fundamentos da hidráulica

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Aula 1 fundamentos da hidráulica

  1. 1. FUNDAMENTOS DA HIDRÁULICA Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  2. 2. 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 Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  3. 3. 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. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  4. 4. 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. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  5. 5. 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. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  6. 6. 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. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  7. 7. APLICAÇÕES DE HIDRÁULICA Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  8. 8. APLICAÇÕES DE HIDRÁULICA Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  9. 9. APLICAÇÕES DE HIDRÁULICA Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  10. 10. APLICAÇÕES DE HIDRÁULICA Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  11. 11. APLICAÇÕES DE HIDRÁULICA Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  12. 12. 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. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  13. 13. PROCESSOS FÍSICOS ENVOLVIDOS EM SISTEMAS HIDRÁULICOS CONVERSÃO DE UNIDADES Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  14. 14. PROCESSOS FÍSICOS ENVOLVIDOS EM SISTEMAS HIDRÁULICOS 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. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  15. 15. PROCESSOS FÍSICOS ENVOLVIDOS EM SISTEMAS HIDRÁULICOS Princípio Prensa Hidráulica Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  16. 16. PROCESSOS FÍSICOS ENVOLVIDOS EM SISTEMAS HIDRÁULICOS 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. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  17. 17. PROCESSOS FÍSICOS ENVOLVIDOS EM SISTEMAS HIDRÁULICOS 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. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  18. 18. PROCESSOS FÍSICOS ENVOLVIDOS EM SISTEMAS HIDRÁULICOS Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  19. 19. PROCESSOS FÍSICOS ENVOLVIDOS EM SISTEMAS HIDRÁULICOS Velocidade e Vazão Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  20. 20. PROCESSOS FÍSICOS ENVOLVIDOS EM SISTEMAS HIDRÁULICOS Velocidade e Vazão Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  21. 21. CARACTERÍSTICAS E LIMITAÇÕES DOS CIRCUITOS HIDRÁULICOS Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  22. 22. 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. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  23. 23. 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. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  24. 24. DESVANTAGENS DO USO DOS CIRCUITOS HIDRÁULICOS 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. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  25. 25. DESVANTAGENS DO USO DOS CIRCUITOS HIDRÁULICOS Perdas de Carga Localizadas Ocorre em curvas, válvulas, derivações, conexões etc. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br
  26. 26. DESVANTAGENS DO USO DOS CIRCUITOS HIDRÁULICOS Perdas de Carga Localizadas Ocorre ao longo da tubulação. Profº Engº Francisco Alves de Lima Júnior engenheirofranciscojunior@yahoo.com.br

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