Aula 17 Fundamentos físicos da hidráulica, Notas de aula de Engenharia Mecânica

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Elementos Básicos de Elétro-

Hidráulica

Helder Anibal Hermini

Conteúdo Programático



Fundamentos Elétro-hidráulicos



Válvulas Proporcionais



Sensores



Simbologia



Esquemas Básicos

Características Negativas dos

Sistemas Hidráulicos



Em altas pressões, existe perigo

inerente;



O rendimento se reduz

considerávelmente no vazamento e

atrito;



O óleo hidráulico é combustível e

derivado de petróleo.

Construção de um Sistema Hidráulico

Estrutura básica de um sistema hidráulico



Densidade de massa

 = m / V

 = kg / m

3

(SI)



Pressão

P = F / A

[P] = N / m2 = Pa (SI)

Hidrostática

Transmissão Hidráulica de Força

(Princípio de Pascal)

Princípio de Pascal: A pressão aplicada a um fluido dentro de um

recipiente fechado é transmitida, sem variação, a todas as partes do

fluido, bem como às paredes do recipiente.

Uma pequena força aplicada a uma pequena área de um pistão é

transformada em uma grande força aplicada em uma grande área de

outro pistão.

P

1

= P

2

, logo F

1

/A

1

= F

2

/A

2

, e F

1

/F

2

= A

1

/A

2

Hidrodinâmica

Estudo dos líquidos em

movimento: a energia é cinética para

a transmissão de potência, ou seja, é

utilizado o fluído em altas

velocidades (+/- 50 m/s).

Leis de Vazão



O líquido tem uma energia mecânica determinada.



Quando esse líquido se move, sua energia total permanece

constante enquanto não houver troca de energia com o exterior.



A energia total é composta por três energias parciais:



Energia Cinética  (depende da velocidade do fluído)



Energia estática  (depende da altura da coluna do fluído)



Energia hidrostática  (depende da pressão do fluído)

Atrito e Escoamento

Atrito

A energia hidráulica ao ser transmitida pela

tubulação acarreta perda de carga.

Nas paredes do tubo e no líquido se produz atrito,

havendo geração de calor.

Perda de energia hidráulica significa perda de

pressão do fluído.

Atrito e Escoamento

Agentes influentes na perda de carga

• Velocidade do fluxo
• Tipo do fluxo (laminar ou turbulento)
• Diâmetro do tubo
• Viscosidade do líquido
• Rugosidade do tubo
• Volume de passagem
• Restrições (válvulas, acessórios, etc...)

Escoamento

• São dois tipos os escoamentos de fluídos: - O laminar e - O turbulento.
• Os líquidos se deslocam pelos tubos, até determinadas

velocidades de forma LAMINAR (em camadas). A camada

central do líquido é mais rápida. A camada externa está

praticamente parada, presa às paredes do tubo.

• Aumentando-se a velocidade de circulação, ao se atingir a

VELOCIDADE CRÍTICA, o fluxo se torna TURBULENTO.

Escoamento

Um fluxo TURBULENTO gera o aumento de:

resistência a circulação e de

perdas

A VELOCIDADE CRÍTICA:

Tem valor fixo;

Depende da viscosidade do fluído sob pressão e

do diâmetro do tubo;

Pode ser calculada.

Número de Reynolds (Re)

De 0 à 1500

De 1500 à 2300

De 0 à 1500

Fluxo Laminar

Transição

Fluxo turbulento

Grupo de Acionamento

O grupo de acionamento compreende

**1. Bomba hidráulica

2. Acoplamento
3. Motor Elétrico
4. Reservatório
5. Válvula limitadora de pressão
6. Tubulação rígida e conexões**