Hidraulica e Técnicas de Comando

Hidraulica e Técnicas de Comando

(Parte 3 de 7)

Se um fluido escoa por um tubo, a pressão vai se tornado cada vez menor em virtude da resistência à passagem.

A queda de pressão depende do atrito interno do fluido e do atrito do fluido com as paredes. Mas, existem alguns fatores que influência, como: a velocidade, o regime de fluxo, a viscosidade, acabamento interno do tubo, as conexões, as válvulas, o diâmetro e comprimento do tubo.

Por exemplo, em um tubo de 1 m de comprimento escoa uma vazão de 10 L/min. e se lê a diferença de pressão de 50 kPa se escreve:

Resistência à passagem

1.3.7 Dimensionamento de tubos em função da velocidade

Tabela de velocidades de fluxo recomendadas no sistema oleodinâmico:

Partindo-se da velocidade recomendada, podemos dimensionar o diâmetro da tubulação, sabendo-se a vazão do sistema.

Cuidado! Com as unidades das grandezas.

Onde:D = diâmetro interno do tubo; Q = vazão; v = velocidade do fluido.

TABELA 1.1: Tabela de velocidades

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Exemplo em função da velocidade

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

Solução:D = 1,536 cm

O diâmetro interno do tubo recomendado será de 1,536 cm ou 15,36 m, mas comercialmente 5/8 de polegada.

1.3.8 Dimensionamento em função da perda de carga

Na linha de pressão de um sistema hidráulico: Durante o escoamento do fluido através do sistema hidráulico, pode ocorrer uma perda de carga, que é dividida em vários fatores. Todos os fatores entram no calculo da perda de carga da seguinte forma:

Onde:P = Perda de carga na linha [bar]; f = Fator de fricção [adimensional]; L = L1 + Ls = Comprimento total [cm]; L1 = Comprimento da tubulação retilínea[cm]; Ls = Comprimento equivalente das singularidades [cm]; D = Diâmetro interno da tubulação [cm]; V = Velocidade de escoamento do fluido [cm/s]; y = Densidade do fluido [kg/m3] (Para o óleo SAE10 igual a 881,1kg/m3). 21591 e 9266 = Fator de conversão para a uniformização das unidades.

Onde:X = 64 para tubos rígidos e temperaturas constates;

X = 75 para tubos rígidos e temperaturas variáveis ou para tubos flexíveis e temperaturas constantes; X = 90 para tubos flexíveis e temperaturas variáveis

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Exemplo em função da perda de carga a) Determinar a vazão necessária no sistema em função dos atuadores; Assumiremos uma vazão de Q = 50 L/min. b) Determinar a velocidade em função do tipo de linha e pressão;

Assumiremos uma pressão na linha de 80 bar, portanto uma velocidade de v = 450 cm/s, conforme tabela de velocidade recomendável c) Determinar o diâmetro em função da velocidade e da vazão;

Diâmetro interno do tubo D = 1,536 cm, calculado no exemplo anterior.

d) Determinar número de Reynolds, conforme fórmula acima; e) Determinar o Fator de fricção “f”. Para um tubo flexível e temperatura variável - X = 90 f) Determinar o comprimento total “L” em função da planta e da tabela de comprimentos equivalentes para as perdas localizadas.

Em nosso caso, considerar:

4 mangueiras flexíveis; 2 cotovelos de 90º raio curto;

2 cotovelos de 90º raio longo.

L1 = 320 cm comprimento das 4 mangueiras do sistema

Conforme tabela de perdas localizadas nas conexões, respectivamente:

Comprimento de 40 e 20 cm/unidade. Resultando:

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SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS g) Determinar DP = Perda de carga na linha de pressão; h) Determinar as perdas localizadas nas válvulas especiais (catálogo de fabricante);

Uma válvula especial de retenção pilotada de 5/8" montada em linha perde, conforme catalogo de fabricante dP = 1,10 bar.

i) Determinar a perda total e subtrair da pressão fornecida e verificar se a pressão efetiva será ou não suficiente para o sistema.

PTOTAL = P + dP = 1,58 +1,10 = 2,68 bar Pressão fornecida, P = 80 bar

Pressão efetiva (PE) entre os dois pontos: PE = P - PTOTAL = 80 – 2,68 = 7,32 Bar

Conclusão:

O que podemos concluir, é que o cálculo da perda de carga no sistema hidráulico é importantíssimo, pois a partir dele, saberemos se a pressão que fornecemos ao sistema é suficiente para aquilo se propõe a fazer.

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T ABELA 1.2:

Comprimentos equivalentes a perdas localizadas (em polegadas de canalização retilínea)

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Os sistemas hidráulicos são utilizados quando não é possível empregar outro sistema como mecânico, elétrico ou pneumático.

1.4.1 Vantagens:

Dimensões reduzidas e pequeno peso com relação a potência instalada; Reversibilidade instantânea;

Proteção contra sobre carga;

Possibilidade de comando por apalpador em copiadores hidráulicos.

1.4.2 Desvantagens:

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