Apostila Senai Hidraulica Tecnicas de Comando

Apostila Senai Hidraulica Tecnicas de Comando

(Parte 2 de 7)

15HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO

Blaise Pascal, em 1648 enunciou a lei que rege os princípios hidráulicos:

A pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático é a mesma em todas as direções, exercendo forças iguais em áreas iguais e sempre perpendiculares à superfície do recipiente.

Caso uma força “F” atue sobre uma área “A” sobre um fluido confinado, ocorrerá nesse fluido uma pressão “P”.

Pressão, conceitualmente é a força exercida por unidade de área.

Em 1795 Joseph Bramah criou a 1a prensa hidráulica manual aplicando o princípio de Pascal.

Como a pressão se distribui uniformemente em todas as direções e agem com a mesma intensidade em todos os pontos. Portanto, podemos afirmar que a pressão nas áreas A e B do sistema são iguais.

Figura 1.1: Lei de Pascal Fonte: RANCINE, 1994 - 9ed. p. 13

Figura 1.2: Princípio de compensação de energia Fonte: RANCINE, 1994 - 9ed. p. 14

1.2 Princípio de Pascal 1.3 Transmissão de Força Hidráulica

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SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS Portanto, podemos afirmar:

Além da possibilidade de calcular as forças ou áreas que envolvem o sistema, também é possível calcular o deslocamento “S” dos êmbolos.

1.3.1 Leis da Vazão (Hidrodinâmica e Mecânica dos Fluidos)

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.

Vazão:;Substituindo-se: V = A . s

Onde:Q = Vazão em litros por minutos

V = Volume em litros ou dm3 A = Área da seção transversal S = Curso ou comprimento.

O curso “S” na unidade de tempo “t” é:

Velocidade ; de onde podemos ter, com Q = A . v Equação da continuidade

Figura 1.3: Vazão Fonte: REXROTH, 1994 p.31

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1.3.2 Conservação da Energia

A Lei da conservação da energia nos diz que em um fluxo a energia permanece constante, enquanto não houver troca de energia com o exterior. Podemos dividir a energia total desta forma:

Energia de posição (energia potencial) que esta em função da altura da coluna do fluido. Energia de pressão que é a pressão estática.

Energia cinética que é a energia de movimento em função da velocidade do fluxo ou pressão dinâmica.

ñ . h . g + P +r= Constante

Equação de Bernoulli para um sistema estacionário:

Onde: P = Pressão estática; ñ . h . g = Pressão da coluna do fluido

ñ= Pressão dinâmica

Pela equação de Bernoulli, é possível comprovar que um fluido ao passar por uma seção transversal reduzida provocará um aumento da velocidade e como conseqüência um aumento da energia cinética.

Com a figura abaixo podemos observar as diferenças de pressão em um tubo que possui um estrangulamento, a pressão é representada por uma coluna de fluido.

A altura das colunas representa pressão, portanto, observem no estrangulamento.

Em uma instalação hidráulica é importante a energia de pressão ou pressão estática. A energia de posição e a energia cinética são muito pequenas, portanto podemos desprezá-las.

Figura 1.4: Coluna do fluido Fonte: Treinamento Hidráulico, REXROTH p.15

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1.3.3 Perdas de Energia por Atrito

Quando um fluido movimenta-se em um sistema produzindo calor por atrito, perde-se uma parte da energia em forma de energia térmica, causando perda de pressão.

A Energia hidráulica não pode ser transmitida sem perdas. A quantidade de energia perdida por atrito depende de:

Comprimento da tubulação; Rugosidade interna da tubulação;

Números de conexões e derivações;

Diâmetro da tubulação;

Velocidade do fluxo.

1.3.4 Regimes de Fluxos O fluxo em um sistema hidráulico pode ser laminar ou turbulento.

1.3.5 Número de Reynolds [Re]

Para se saber quando o fluxo é laminar ou turbulento, devemos definir o número de Reynolds, que se obtém através da seguinte fórmula:

Onde:Re - Número de Reynolds;

- Densidade do fluido; v - Velocidade [cm/s]; D - Diâmetro interno do tubo [cm]; µ - Viscosidade absoluta em [poise]; v - Viscosidade cinética [cSt], para um óleo a 220SSU e 38ºC = 0,475 Stokes.

FIGURA 1.5: Fluxo lamiar e fluxo turbulento FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH p.15

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Número de Reynolds:De 0 até 2000 Re – Fluxo laminar

De 2000 até 3000 Re – Fluxo transitório Maior que 3000 Re – Fluxo turbulento.

1.3.6 Resistência à Passagem de Fluido

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