Aula AV1 - Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos

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Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos
Prof. Dr. Adson Íkaro S. L. de Andrade
Calendário Acadêmico
Inicio das aulas – 08/08 
1ª Avaliação – 10/10
Resolução dos questionários 1 e 2 – 13/10
2ª Avaliação – 05/12
Segunda chamada – 12/12 
Avaliação final – 26/12
Ementa da disciplina
UNIDADE I
INTRODUÇÃO À HIDRÁULICA;
CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS SISTEMAS HIDRÁULICOS;
FLUIDOS HIDRÁULICOS;
BOMBAS E MOTORES HIDRÁULICOS;
VÁLVULAS DE CONTROLE HIDRÁULICO;
ELEMENTOS HIDRÁULICOS DE POTÊNCIA;
TÉCNICAS DE COMANDO HIDRÁULICO E APLICAÇÕES A CIRCUITOS BÁSICOS;
INTRODUÇÃO À PNEUMÁTICA;
CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS PNEUMÁTICOS;
GERAÇÃO DE AR COMPRIMIDO;
ESPECIFICAÇÃO DE COMPRESSORES;
DISTRIBUIÇÃO DE AR COMPRIMIDO;
REVISÃO
TOTAL DE AULAS – 9 AULAS
Ementa da disciplina
UNIDADE II
DIMENSIONAMENTO DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE AR COMPRIMIDO;
CONTROLES PNEUMÁTICOS;
ATUADORES PNEUMÁTICOS;
CIRCUITOS PNEUMÁTICOS BÁSICOS;
COMANDOS SEQÜENCIAIS;
DISPOSITIVOS ELETROHIDRÁULICOS E ELETROPNEUMÁTICOS;
VÁLVULAS PROPORCIONAIS.
TOTAL DE AULAS – 8 AULAS
Introdução a Hidráulica 
A Hidráulica é a parte da Física que consiste no estudo do comportamento dos líquidos confinados e de sua utilização na execução de trabalho. A palavra Hidráulica provém do grego hydra, que significa água, e aulos, que corresponde a cano.
Desde o início de sua existência, o homem serviu-se dos fluidos para facilitar seu trabalho e, enfim, sua vida. A história antiga registra que dispositivos engenhosos, como bombas e rodas-d'água, já eram conhecidos desde épocas bem remotas.
Entretanto, o ramo da hidráulica que nos interessa somente passou a ser utilizado a partir do século XVII. Baseava-se no princípio descoberto pelo cientista francês Blaise Pascal e consistia no uso de fluido confinado para transmitir e multiplicar forças e modificar movimentos.
Introdução a Hidráulica 
Com a constante evolução tecnológica há no mercado uma intensa necessidade de se desenvolver técnicas de trabalho que possibilitem ao homem o aprimoramento nos processos produtivos e a busca de qualidade.
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 Mobil 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.
Introdução a Hidráulica 
Evolução dos sistemas hidráulicos:
Incorporam pressões operacionais mais elevadas.
Objetivo: menor tamanho e peso operacional.
Acionamento elétrico, eletrônico e eletrônico computadorizado.
Objetivo: operações mais precisas e eficientes.
Sistemas de controle de carga, de velocidade e de demanda de potência.
Objetivo: operações mais precisas com menor consumo de potência.
Introdução a Hidráulica 
Vantagens
• Fácil instalação dos diversos elementos, oferecendo grande flexibilidade, inclusive em espaços reduzidos. O equivalente em sistemas mecânicos já não apresenta a mesma flexibilidade.
• Devido à baixa inércia, os sistemas hidráulicos permitem uma rápida e suave inversão de movimento, embora, nos sistemas mecânicos, os atuais motores de passo e servomotores também permitam uma rápida inversão.
• Permitem ajustes de variação micrométrica na velocidade.
• São sistemas autolubrificados, o que não ocorre com os mecânicos e elétricos.
• Relação (peso x tamanho x potência consumida) muito menor que os demais sistemas.
• São sistemas de fácil proteção contra esforços excessivos.
• Devido à ótima condutividade térmica do óleo, geralmente o próprio reservatório acaba eliminando a necessidade de um trocador de calor.
Introdução a Hidráulica 
Desvantagens
• Elevado custo inicial, quando comparados aos sistemas mecânicos e elétricos.
• Transformação da energia elétrica em mecânica e mecânica em hidráulica para, posteriormente, ser transformada novamente em mecânica.
• Perdas por vazamentos internos em todos os componentes.
• Perdas por atritos internos e externos.
• Baixo rendimento em função dos três fatores citados anteriormente.
• Perigo de incêndio devido ao óleo ser inflamável.
Introdução a Hidráulica 
Transmissão de força
Os quatro métodos de transmissão de energia:
mecânica, elétrica, hidráulica e pneumática são capazes de transmitir forças estáticas (energia potencial) tanto quanto a energia cinética.
A força através de um sólido é transmitida em uma única direção, ou seja, se empurrarmos o sólido em uma direção, a força é transmitida ao lado oposto, diretamente. 
Força transmitida através de um sólido
Introdução a Hidráulica 
A força através de um sólido é transmitida em uma única direção, ou seja, se empurrarmos o sólido em uma direção, a força é transmitida ao lado oposto, diretamente. 
Força transmitida através de um líquido
Conceitos Básicos
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.
Conceitos Básicos
Para compreendermos a hidráulica e suas aplicações é necessário o conhecimento básico de alguns conceitos físicos, tais como: Princípio de Pascal e Princípio da Prensa Hidráulica.
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.
Conceitos Básicos
Quando aplicamos uma força de 10 kgf em uma área de 1 cm2, obtemos como resultado uma pressão interna de 10 kgf/cm2 agindo em toda a parede do recipiente com a mesma intensidade.
Este princípio, descoberto e enunciado por Blaise Pascal, levou à construção da primeira prensa hidráulica no princípio da Revolução Industrial. Quem desenvolveu a descoberta de Pascal foi o mecânico Joseph Bramah.
Conceitos Básicos
Princípio da prensa hidráulica
Conceitos Básicos
Princípio da prensa hidráulica
Sabemos que:
Temos que a pressão, agindo em todos os sentidos internamente na câmara da prensa, é de 10 Kgf/cm2.
Esta pressão suportará um peso de 100 Kgf se tivermos uma área A2 de 10 cm2, sendo:
Conceitos Básicos
Fatores de conversão de unidades de pressão
Fluidos Hidráulicos
O fluido hidráulico é o elemento vital de um sistema hidráulico industrial. Ele é um meio de transmissão de energia, um lubrificante, um vedador e um veículo de transferência de calor. O fluido hidráulico à base de petróleo é o mais comum.
Fluido à Base de Petróleo
O fluido à base de petróleo é mais do que um óleo comum. Os aditivos são ingredientes importantes na sua composição. Os aditivos dão ao óleo características que o tornam apropriado para uso em sistemas hidráulicos. 
Fluidos Hidráulicos
Viscosidade
É a resistência interna, intermolecular, oferecida pelo óleo para escoar.
Evita o contato metal-metal e efetua a formação de uma fina camada de lubrificante, evitando desgastes.
Uma maior viscosidade significa
maior dificuldade na sucção das bombas (cavitação);
maior perda de carga;
reação retardada nos acionamentos;
dificuldade de eliminação de bolhas de ar;
pequenos vazamentos.
Uma menor viscosidade significa
maior desgaste, diminuição da ação lubrificante
melhor facilidade ao escoamento
maior vazamento
boa resposta aos acionamentos
Fluidos Hidráulicos
A escolha correta e os cuidados a serem observados no uso do fluido hidráulico são fatores preponderantes no desempenho satisfatório da máquina, bem como na vida útil dos componentes do sistema hidráulico.
As suas principais funções são:
Transmitir energia da bomba para os atuadores.
Lubrificar as componentes móveis do sistema hidráulico, reduzindo o atrito e o consequentemente o desgaste.
Vedar as folgas entre as partes móveis dos componentes hidráulicos, evitando vazamentos indesejáveis.
Auxiliar no resfriamentodo sistema hidráulico, dissipando o calor
gerado durante funcionamento do circuito
Fluidos Hidráulicos
1.	Transmitir energia da bomba para os atuadores.
Como meio de transmitir energia, o fluido hidráulico precisa circular livremente nas linhas e passagens internas dos componentes, evitando-se resistências excessivas ao fluxo as quais provocam perdas consideráveis de carga.
Além disso, o fluido deve ser o mais incompressível possível para que a ação hidráulica seja imediata, reduzindo ao máximo os tempos de resposta quando se liga a bomba ou se aciona uma válvula de comando.
Fluidos Hidráulicos
2. Lubrificar as componentes móveis do sistema hidráulico, reduzindo o atrito e o consequente desgaste
Os conjuntos rotativos de bombas e de motores hidráulicos, bem como os carretéis internos de válvulas, deslizam sobre uma película de fluido o qual precisa ter os aditivos necessários para evitar desgastes, além de oferecerem proteção contra a ferrugem.
Fluidos Hidráulicos
3. Vedar as folgas entre as partes móveis dos componentes hidráulicos, evitando vazamentos indesejáveis
Muitas vezes, o fluido é a única vedação disponível nas folgas existentes, por exemplo, entre o diâmetro externo do carretel e o diâmetro interno da carcaça de uma válvula. Nesses casos, um ajuste mecânico preciso e a viscosidade adequada do fluido evitam que vazamentos internos possam prejudicar o funcionamento correto do sistema hidráulico.
Fluidos Hidráulicos
4. Auxiliar no resfriamento do sistema hidráulico, dissipando o calor gerado durante funcionamento do circuito:
A circulação do fluido através das tubulações externas e ao redor das paredes internas do reservatório facilita a troca de calor com o ambiente, reduzindo a temperatura do equipamento, gerada durante a operação do sistema.
Fluidos Hidráulicos
Propriedades do fluido hidráulico
Para exercer satisfatoriamente suas funções principais, assim como alguns ou todos os requisitos de qualidade mencionados, o fluido hidráulico deve possuir as seguintes propriedades:
Viscosidade:
Capacidade de lubrificação;
Resistência à oxidação;
Prevenção contra a ferrugem e a corrosão;
Demulsibilidade;
Fluidos Hidráulicos
Viscosidade
Viscosidade é a resistência do liquido a escoar, isto é, uma característica inversa à fluidez.
O óleo utilizado em máquinas hidráulicas deve apresentar uma viscosidade tal que permita a ele penetrar nas folgas entre as partes metálicas em movimento, efetuando a lubrificação necessária mas, ao mesmo tempo, manter a vedação nessas folgas, reduzindo ao mínimo a possibilidade de vazamentos.
Fluidos Hidráulicos
Viscosidade
Quando a viscosidade do óleo é muito elevada, aumenta o atrito, provocando:
alta resistência ao fluxo;
elevação do consumo de energia;
aumento da temperatura do equipamento;
maior queda de pressão;
redução da velocidade de operação do sistema;
dificuldade em separar o ar do óleo no reservatório.
Ao contrário, se a viscosidade do óleo for muito baixa, isto poderá causar:
−	aumento	dos	vazamentos	internos	nos	componentes
hidráulicos;
− insuficiência na lubrificação entre as partes metálicas em movimento,
provocando	engripamentos	e	desgaste	prematuro	dos
componentes do sistema;
redução do rendimento da bomba, alterando a velocidade de operação dos atuadores;
elevação da temperatura do sistema devido às perdas por vazamento.
Fluidos Hidráulicos
Viscosidade
Há vários métodos empregado na medição da viscosidade de um liquido.
Viscosidade Absoluta;
Viscosidade Cinemática;
Viscosidade Relativa
Fluidos Hidráulicos
Viscosidade Absoluta;
A Viscosidade absoluta em Poise (P) é definida como sendo a força necessária, por unidade de área, para mover uma superfície sobre outra, paralela, separadas por uma película de óleo de 1 cm de espessura, a uma velocidade de 1 cm/s
Fluidos Hidráulicos
Viscosidade Cinemática;
O conceito de viscosidade cinemática resulta do peso de uma coluna de liquido para produzir fluxo através de um orifício capilar. O coeficiente da viscosidade absoluta, quando dividido pela densidade do fluido, é chamado de viscosidade cinemática e sua unidade é o Stoke (St).
A viscosidade cinemática (ν) é a relação entre viscosidade absoluta (dinâmica) (µ) pela densidade (ρ).
µ
𝜈 = 𝜌
Fluidos Hidráulicos
Exemplo:
Qual a viscosidade cinemática em STOKES de um óleo de densidade 0,85 e coeficiente de viscosidade dinâmica de 1,03 POISE.
Fluidos Hidráulicos
Viscosidade Relativa
A viscosidade relativa é determinada cronometrando-se o tempo que um certo volume de óleo leva para escoar por um orifício capilar, a uma temperatura determinada.
Dos vários métodos de medição em uso, o mais aceito é o utilizado no viscosímetro de Saybolt onde se cronometra o tempo, em segundos, que 60ml de óleo levam para escoar por um tubo capilar de 1,75mm de diâmetro por 12,25mm de comprimento, a uma temperatura constante de 100°F (37,5°C).
Fluidos Hidráulicos
Índice de viscosidade:
O índice de viscosidade é uma medida relativa da mudança da viscosidade de um fluido, de acordo com as variações de temperatura.
Um óleo que tem uma viscosidade estável quando se varia a temperatura, possui um índice de viscosidade elevado. Por outro lado, um outro óleo cuja viscosidade varia sensivelmente, quando se altera a temperatura, possui um índice de viscosidade baixo
Fluidos Hidráulicos
Capacidade de lubrificação
As peças móveis dos componentes hidráulicos movimentam-se separadas por um filme de óleo, chamada de película de lubrificação. Se esse óleo tiver uma viscosidade adequada, as imperfeições das superfícies das peças não entram em contato direto, o que evita o atrito e o consequente desgaste.
Porém, em algumas situações, com o aumento da velocidade e da pressão, a película lubrificante torna-se reduzida, originando a condição limite de lubrificação.
Fluidos Hidráulicos
Capacidade de lubrificação
A oxidação reduz a vida útil do fluido hidráulico, especialmente em óleos derivados do petróleo, devido à combinação rápida de oxigênio com hidrogênio e carbono. Isso gera lodo, goma e verniz prejudiciais ao sistema, obstruindo orifícios e causando desgaste. Aumenta a acidez do óleo, viscosidade e corrosão nos componentes do sistema. O calor, pressão, contaminantes, água e superfícies metálicas aceleram a oxidação.
O lodo é um material pastoso que se forma quando o fluido se mistura com partículas sólidas, como poeira, areia ou metal. A goma é um material viscoso que se forma quando o fluido se decompõe. O verniz é uma película dura que se forma na superfície do fluido.
Fluidos Hidráulicos
Prevenção contra a ferrugem e a corrosão
A ferrugem é uma reação química entre o ferro ou o aço e o oxigênio. A corrosão, por sua vez, é outra reação química entre o metal e um ácido. Ambas contaminam o sistema hidráulico provocando desgastes localizados, vazamentos excessivos entre as partes metálicas afetadas e engripamentos das peças móveis do equipamento.
Tanto a ferrugem como a corrosão podem ser inibidas com a adição de aditivos que revestem as superfícies metálicas, evitando que elas sejam atacadas quimicamente.
Fluidos Hidráulicos
Demulsibilidade
O óleo hidráulico deve possuir um alto grau de demulsibilidade, ou seja, capacidade de isolar a água.
Como é praticamente impossível evitar que a umidade relativa do ar penetre em um sistema hidráulico, utilizam-se alguns aditivos que aumentam o grau de demulsibilidade do óleo, impedindo que a água se assente ou penetre nas partes metálicas, por meio da formação de uma película anti-ferrugem.
Fluidos Hidráulicos
Uso de aditivos
Os aditivos comerciais melhoram as propriedades dos fluidos hidráulicos, como viscosidade e resistência à oxidação. No entanto, é crucial não usá- los aleatoriamente. Antes de adicionar aditivos, sua composição química deve ser verificada para evitar reações prejudiciais com o óleo. O fabricante do fluido deve indicar os aditivos compatíveis, a menos que análises de laboratório determinem a compatibilidade.Isso garante o funcionamento adequado do sistema hidráulico.
Fluidos Hidráulicos
Tipos de fluidos hidráulicos industriais
Óleos minerais: São derivados do petróleo e amplamente usados em sistemas hidráulicos devido ao custo mais baixo. Eles são compatíveis com a maioria dos materiais usados nos sistemas, possuem excelentes propriedades lubrificantes e uma ampla faixa de temperatura de aplicação.
Fluidos sintéticos: São compostos químicos que podem operar em condições mais extremas do que os óleos minerais, atendendo a todas as necessidades dos sistemas hidráulicos. Exemplos incluem éteres complexos, silicatos, silicones e polifenilas de alto peso molecular. No entanto, devido aos processos de produção mais complexos, esses fluidos tendem a ser mais caros e podem não ser compatíveis com todos os materiais usados nos sistemas, especialmente elementos de vedação.
Fluidos resistentes ao fogo: São usados em máquinas e equipamentos hidráulicos expostos a altas temperaturas ou ambientes propensos a combustão, como locais de fundição. Esses fluidos são incombustíveis e resistentes ao fogo para garantir a segurança nessas condições.
Fluidos Hidráulicos
Controle e manutenção do fluido hidráulico
Mais de 75% das falhas em sistemas hidráulicos e de lubrificação são devidos ao excesso de contaminação. As partículas de sujeira podem fazer com que máquinas caras e grandes falhem.
Excesso de contaminação causa:
Perda de produção;
Custo de reposição de componentes ;
Trocas constantes de fluido;
Custo no descarte do fluido;
Aumento geral dos custos de manutenção.
Fluidos Hidráulicos
Armazenamento e manipulação
São apresentadas, a seguir, algumas regras básicas para prevenir a contaminação do fluido durante os processo de armazenamento e manipulação:
armazenar os tambores de óleo em local coberto e na posição vertical;
limpar o tampão e a parte superior do tambor antes de abri-lo, evitando a penetração de sujeira no seu interior;
usar recipientes limpos na transferência do óleo do tambor para o reservatório hidráulico;
se a transferência do óleo for feita por meio de bomba, ela deve estar equipada com um filtro de 25 mícrons;
utilizar uma tela de malha 200 no bocal de abastecimento do reservatório hidráulico..
Fluidos Hidráulicos
Cuidados durante a operação
Estão relacionadas, a seguir, algumas precauções que devem ser tomadas, durante a operação do sistema hidráulico:
a.	para	evitar	a	contaminação	do	fluido,	manter	o
reservatório fechado e usar filtros apropriados, tanto
para o óleo como para o ar que entra no tanque através do respiro;
b.	substituir	o	óleo	na	freqüência	recomendada	pelo fabricante da máquina ou do equipamento hidráulico;
c. manter o óleo no nível indicado no reservatório, para facilitar a dissipação do calor e evitar a condensação de umidade nas paredes internas do tanque;
d. eliminar imediatamente qualquer vazamento, sempre que for constatado;
e. caso não haja nenhuma informação do fabricante com relação à frequência das trocas de óleo, substituir o fluido hidráulico a intervalos máximos de 2 anos, considerando-se a redução dos teores aditivos do óleo, a partir desse período;
f. sempre que for realizada uma troca do óleo, efetuar a lavagem do sistema hidráulico com um flushing oil, levando-se em conta que um resíduo de 10% de óleo usado pode reduzir em até 75% a vida útil do óleo novo.
Fluidos Hidráulicos
Vazão
Define-se vazão como sendo o volume de fluido descarregado pela bomba por unidade de tempo ou ainda o produto entre a velocidade com que um fluido se desloca em uma tubulação e a seção transversal desta. Sua unidade no S.I. é dada em [m3/s], embora seja comum encontrar em hidráulica unidades como [1/min] ou [g.p.m.]
Fluidos Hidráulicos
Em um tubo em que um fluido incompressível (massa específica constante) flui ao longo de seu comprimento. E analisada então uma quantidade de fluido de massa e identidade fixa em dois momentos diferentes. 0 que quer dizer que o volume de fluido por unidade de tempo que flui pelas regiões 1 e 2 é o mesmo.
Fluidos Hidráulicos
Exemplo:
1) Determine a vazão em volume e a velocidade na seção 2:
Fluido Hidráulico
De todas as propriedades de um óleo lubrificante, a viscosidade e a característica mais importante, que em termos gerais e definida como sendo a resistência oferecida ao movimento relativo de suas moléculas (escoamento). 
Reservatórios
Os reservatórios são projetados para comportar todo o fluido do sistema hidráulico e mais uma reserva, mantendo o óleo limpo e à temperaturas de trabalho apropriadas.
Funções do reservatório
Num sistema hidráulico industrial, o reservatório de óleo tem 4 funções principais:
• acondicionar todo o fluido hidráulico utilizado pelo sistema;
• separar as bolhas de ar presentes no óleo;
• reter os contaminantes sólidos contidos no óleo;
• dissipar o calor gerado pelo sistema.
Reservatórios
Do que consiste um Reservatório Hidráulico
Os reservatórios hidráulicos consistem de quatro paredes (geralmente de aço); uma base abaulada; um topo plano com uma placa de apoio, quatro pés; linhas de sucção, retorno e drenos; plugue do dreno; indicador de nível de óleo; tampa para respiradouro e enchimento; tampa para limpeza e placa defletora (Chicana).
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Reservatórios
Tipos de Reservatório
Os reservatórios industriais têm uma variedade de estilos, dentre os quais estão os reservatórios em forma de L, os reservatórios suspensos e os reservatórios convencionais.
Os reservatórios convencionais são os mais comumente usados dentre os reservatórios hidráulicos industriais.
Os reservatórios em forma de L e os suspensos permitem à bomba uma altura manométrica positiva do fluido.
Reservatórios
Dimensionamento
"0 volume de fluido armazenado no reservatório deve ser o suficiente para suprir o sistema por um período de no mínimo três minutos antes que haja o seu retomo, completando um ciclo".
Em outras palavras, isso quer dizer que o volume mínimo do reservatório em litros ou galões deve ser no mínimo igual a três vezes a vazão da bomba em 1/min ou gpm.
Vol. Reserv. 3.QB
Notas:
1) As medidas dos reservatórios podem sofrer uma variação de ± 1% nas
medidas mencionadas na tabela.
2) Os reservatórios de 180 a 500 litros não possuem tampa removível.
3) O reservatório de 60 litros possui uma janela de inspeção; os reservatórios
de 120 a 500 litros possuem 2 janelas de inspeção. 
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Reservatórios
Exemplo
Supondo então, desejar-se dimensionar o reservatório daquele sistema e lembrando os seguintes dados: QB = 45 l/min e, aplica-se a equação a fim de estabelecer o volume mínimo de fluido necessário ao reservatório.
Vazão
Vazão
Define-se vazão como sendo o volume de fluido descarregado pela bomba por unidade de tempo ou ainda o produto entre a velocidade com que um fluido se desloca em uma tubulação e a seção transversal desta. Sua unidade no S.I. é dada em [m3/s], embora seja comum encontrar em hidráulica unidades como [1/min] ou [g.p.m.]
Equação da continuídade
Em um tubo em que um fluido incompressível (massa específica constante) flui ao longo de seu comprimento. E analisada então uma quantidade de fluido de massa e identidade fixa em dois momentos diferentes. 0 que quer dizer que o volume de fluido por unidade de tempo que flui pelas regiões 1 e 2 é o mesmo.
Fluidos Hidráulicos
Exemplo:
1) Determine a vazão em volume e a velocidade na seção 2:
1º Passo – Converter as áreas em metros quadrados;
2º Passo – Calcular a vazão 1 -> Q1 = v1. A1
3º Passo – Igualar as duas vazões e substituir o restante dos valores
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Dimensionamento
Dimensionamento dos atuadores
Para o dimensionamento dos atuadores se faz necessário classificar os sistemas de acordo com a pressão, conforme:
Dimensionamento dos Atuadores
Pressão de Trabalho Estimada e Perda de Carga Estimada
A partir da pressão nominal PN, deve-se obter a pressão de trabalho estimada Ptb, que e dada pela pressão nominal menos uma perda de carga estimada entre 10 a 15 por cento.Forca de Avanço
É a forca efetiva (Fa) que o cilindro hidráulico deve desenvolver a fim de realizar o trabalho para o qual foi projetado. Pode ser obtida por uma variada gama de equações. Entre elas, Física estática, Resistencia dos materiais, Usinagem, etc.
Dimensionamento dos Atuadores
Diâmetro Comercial Necessário ao Pislão
Conhecidas a força de avanço Fa e a pressão de trabalho estimada Ptb, possível determinar o diâmetro necessário ao pistão que será dado por:
Entretanto, esse diâmetro calculado não é o definitivo do pistão. E apenas uma referencia a qual utilizaremos para consultar o catalogo do fabricante e definir qual cilindro hidráulico possui diâmetro de pistão no mínimo igual ou ligeiramente maior que o calculado. Nesse caso o cilindro que será utilizado no projeto deve observar a seguinte relação:
Dp comercial Dp calculada
Dimensionamento dos Atuadores
Pressão de Trabalho
Definido o diâmetro Dp comercial, devemos recalcular a pressão de trabalho, que será a regulada no sistema. Assim:
Dimensionamento dos Atuadores
Dimensionamento da Haste pelo Critério de "Euler" 
A configuração da fixação do cilindro hidráulico em um projeto é de extrema importância, pois a partir dela é determinado o diâmetro mínimo da haste. Os cilindros hidráulicos são projetados para suportar cargas de tração e compressão. A análise de deformação por flambagem geralmente se baseia na fórmula de Euler, devido ao fato de que as hastes dos embolos têm um diâmetro pequeno em relação ao comprimento.
A carga de flambagem de acordo com Euler e obtida por:
Dimensionamento dos Atuadores
Dimensionamento da Haste pelo Critério de "Euler" 
Isso significa que com essa carga ocorre a flambagem da haste. A carga máxima de trabalho, ou máxima forca Fa de avanço permitida, será dada por:
Dimensionamento dos Atuadores
Dimensionamento da Haste pelo Critério de "Euler" 
Com um pequeno artificio matemático de substituição da equação da variável J resulta uma nova equação que, colocada em função de dh, fornece a equação para o diâmetro mínimo admissível da haste em cm: 
0 diâmetro de haste comercial deve então estar de acordo com a seguinte relação:
dh comercial dh calculado
Dimensionamento dos Atuadores
Area da Coroa
A área da coroa de um cilindro hidráulico "Ac" é obtida pela diferença entre as áreas comerciais do pistão e da haste, equação 
 
Se quisermos reescreve-la em função dos diâmetros, teremos:
Dimensionamento dos Atuadores
Cilindros Comerciais
As dimensões para os cilindros comerciais estão padronizadas de acordo com a norma ISO/TC 39/SC 1N. 5, que define diâmetros de pistão de 25 a 400 mm. Entretanto, a maioria dos fabricantes em seus catálogos de produto define em polegadas, nas faixas de 1 1/2" a 8", e acima desses valores o cliente deve consultar a fabrica.
Dimensionamento dos Atuadores
Velocidade dos Atuadores
Ao iniciarmos um projeto hidráulico, normalmente já definimos o processo e conhecemos então os deslocamentos e os tempos em que eles devem ocorrer. Aplicando então a equação, podemos determinar a velocidade dos atuadores.
0 deslocamento (As) será igual ao comprimento da haste do cilindro (Lh).
Assim, temos que as velocidades de avanço e retorno dos atuadores, respectivamente, serão dadas por:
Dimensionamento dos Atuadores
Vazão dos Atuadores
Vazão de Avanço
Uma vez conhecida a velocidade de avanço (va) e a de retorno (vr), podemos determinar a vazão necessária de fluido hidráulico que possibilita essas velocidades.
Dimensionamento dos Atuadores
Vazão dos Atuadores
Vazão de Retorno
Vazão necessária para que o cilindro, ao retornar, atinja a velocidade (vr)
Porem, lembrando a equação 
Logo, obteremos:
Dimensionamento dos Atuadores
Vazão dos Atuadores
Vazão Induzida
Apos o dimensionamento das vazões necessárias para o avanço e retorno dos atuadores lineares, torna-se necessário fazer uma verificação quanto a possibilidade de ocorrência de vazão induzida (Qi).
0 fenômeno da vazão induzida ocorre pelo seguinte motivo:
Quando e fornecida uma vazão qualquer para um cilindro de duplo efeito, na tomada de saída do fluido haverá uma vazão que pode ser maior ou menor que a vazão de entrada 
Dimensionamento dos Atuadores
Vazão dos Atuadores
Vazão Induzida
Há duas formas de calcular a vazão induzida Qi:
1º Método - A partir das velocidades de avanço e retorno;
2º Método - A partir da relação de áreas do pistão e coroa.
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Dimensionamento dos Atuadores
Vazão dos Atuadores
 
Exemplo:
Suponha uma bomba que forneça 32,6 l/min a um cilindro de 80 mm de diâmetro de pistão e 36 mm de diâmetro de haste. Pede-se calcular a vazão induzida no avanço e no retorno do cilindro.
1ºMétodo ( e ) 
1º Passo – Transformar as unidades para ficarem iguais.
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Dimensionamento dos Atuadores
Vazão dos Atuadores
 
Exemplo:
Suponha uma bomba que forneça 32,6 l/min a um cilindro de 80 mm de diâmetro de pistão e 36 mm de diâmetro de haste. Pede-se calcular a vazão induzida no avanço e no retorno do cilindro.
2º Método:
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Dimensionamento dos Atuadores
Pressão Induzida
A pressão induzida e originada da resistência a passagem do fluxo do fluido. Assim, um duto ou filtro de retorno mal dimensionado, ou qualquer outra resistência a saída de fluido do cilindro, pode criar uma pressão induzida. A pressão induzida, assim como a vazão induzida, pode ser maior ou menor que a pressão fornecida ao cilindro. Existem também duas formas de calcular a pressão induzida (Pi):
1º Método - A partir das forcas de avanço e retorno.
2º Método - A partir da relação entre as áreas do pistão e da coroa.
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Dimensionamento dos Atuadores
Pressão Induzida
Exemplo: Suponha que a pressão máxima da bomba que aciona o atuador do exemplo anterior seja de 100 bar. Determine a pressão induzida no avanço e no retorno do cilindro, supondo ainda que exista alguma resistência a passagem do fluxo de fluido para o reservatório a fim de que seja possível a geração de pressão induzida.
1º Método (
2º Método (
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Dimensionamento da Bomba
Para dimensionar a bomba de um sistema hidráulico, basta que utilizemos as equações referentes a vazão induzida de avanço e retorno para determinar os limites máximo e mínimo de vazão e buscar no catálogo do fornecedor a bomba que satisfaça nossas necessidades, tendo uma vazão que seja no máxima igual ou menor que a maior vazão induzida calculada.
Se no projeto houver a necessidade de utilização de atuadores sincronizados, ou seja, dois ou mais atuadores sendo acionados simultaneamente no avanço e/ou retorno, as suas vazões induzidas de retorno devem ser somadas, bem como as de avanço. 
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Dimensionamento da Bomba
Ao selecionarmos uma bomba para nosso projeto, devemos considerar que ela forneça e suporte no mínimo a pressão de trabalho necessária ao atuador de maior solicitação quanto a pressão (cilindro hidráulico ou motor), mais a perda de carga da linha de pressão do sistema, logo: 
Ptb = Pressão de trabalho estimada
Concluímos então, que a escolha da bomba e a ultima etapa a ser feita no dimensionamento de nosso projeto, uma vez que necessitamos conhecer ainda a perda de carga gerada na linha de pressão. 
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Dimensionamento da Bomba
Escolha da Bomba
Outros dados ainda podem auxiliar quando da escolha da bomba nos catálogos dos fabricantes, e esses dados são obtidos pelo calculo do tamanho nominal.
Calculo do Tamanho Nominal
Volume de absorção (cilindrada)
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Dimensionamento da Bomba
Calculo do Tamanho Nominal
Momento de torção absorvido
Potência absorvida
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Dimensionamento da Bomba
Exemplo: Para a bomba de QB = 32,61/min e supondo que ela esteja acoplada a um motor elétrico com n = 1750 RPM, calcule o deslocamento (Vg), a potencia (N) e o momento de torção (Mt). Considere AP = 100 bar, nv = 0,92 e nmh = 0,87
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Dimensionamento da Bomba
Exemplo: Para a bomba de QB = 32,61/min e supondo que ela esteja acoplada a um motor elétrico com n = 1750 RPM, calculeo deslocamento (Vg), a potencia (N) e o momento de torção (Mt). Considere AP = 100 bar, nv = 0,92 e nmh = 0,87
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Dimensionamento da Bomba
Exemplo:
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Dimensionamento da Bomba
Tipos de Bomba
A bomba e sem dúvida o componente mais importante e menos compreendido no sistema hidráulico. Sua função e converter a energia mecânica em energia hidráulica, empurrando o fluido hidráulico no sistema. As bombas são fabricadas em vários tamanhos e formas, mecânicas e manuais, com diversos e complexos mecanismos de bombeamento e para varias aplicações. Todas as bombas, entretanto, são classificadas em uma de duas categorias básicas: hidrodinâmica e hidrostática.
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Dimensionamento da Bomba
Tipos de Bomba
Bomba Hidrostática
Na bomba hidrostática ou "bomba volumétrica" o fluido adquire o movimento, bem como a pressão, sem experimentar dentro da bomba nenhum aumento substancial de velocidade, visto que é simplesmente aspirado e transportado; além de que, o fluido administrado não depende da pressão. Fato esse que as torna adequadas para a transmissão de força.
Em síntese, no projeto e dimensionamento de circuitos hidráulicos, sempre serão usadas bombas hidrostáticas, também chamadas de "bombas de deslocamento positivo“. As bombas de deslocamento positivo subdividem-se basicamente em três tipos:
Em síntese, no projeto e dimensionamento de circuitos hidráulicos, sempre serão usadas bombas hidrostáticas, também chamadas de "bombas de deslocamento positivo" 
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Dimensionamento da Bomba
Bomba de Engrenagens
É constituída por um par de engrenagens acopladas, que desenvolve o fluxo transportando o fluido entre seus dentes. Na bomba, uma das engrenagens é a motriz acionada pelo eixo a qual gira a outra, montadas numa carcaça com placas laterais (chamadas placas de desgaste ou pressão).
Esse tipo de bomba é geralmente usado para pressões ate 210 bar e vazão ate 660 1/min. Vemos, então, que a bomba de engrenagens é mais bem utilizada em circuitos que requeiram baixa ou media vazão e pressão relativamente alta.
Em síntese, no projeto e dimensionamento de circuitos hidráulicos, sempre serão usadas bombas hidrostáticas, também chamadas de "bombas de deslocamento positivo" 
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Dimensionamento da Bomba
Bomba de Engrenagens
Uma bomba de palhetas é constituída por um rotor provido de ranhuras, nas quais deslizam palhetas que durante o movimento de rotação desse rotor entram em contato com um anel excêntrico devido ao efeito da força centrifuga.
A regulagem da vazão é feita por um sistema de parafusos.
As bombas de palhetas cobrem uma faixa de pequena a grande vazão (16 a 129 1/min), com pressões de trabalho de ate 200 bar. são seguras, eficientes, de fácil manutenção.
Em síntese, no projeto e dimensionamento de circuitos hidráulicos, sempre serão usadas bombas hidrostáticas, também chamadas de "bombas de deslocamento positivo" 
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Dimensionamento da Bomba
Bomba de Engrenagens
Todas as bombas de pistões funcionam com base no principio do movimento alternativo executado pelos pistões, ou seja, sucção do fluido num sentido e expulsão no sentido contrario.
As bombas de pistões - radiais ou axiais - apresentam como grande vantagem a elevada resistência a pressão (cerca de 700 bar), bem como um alto rendimento volumétrica (cerca de 95%).
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Cuidados com a Bomba
Cuidados na Instalação de Bombas
Alinhamento entre os Eixos da Bomba e o Motor
Quando a bomba esta inclinada ou em desnível com o motor, haverá um esforço sobre o eixo, que será transmitido as partes girantes internas da bomba, ocasionando o desgaste prematuro e quando não, a quebra instantânea da bomba logo no principio do funcionamento.
Assim, a fim de evitar essa possibilidade, devemos utilizar acoplamentos flexíveis (acoplamentos elásticos), pois em caso de ter ocorrido algum pequeno desalinhamento entre os eixos, ao entrar em funcionamento, eles se rompem, evitando com isso o dano permanente 
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Dimensionamento de Motores Hidráulicos
Características dos Motores
0 motor e um atuador rotativo, o qual tem por função básica converter a energia hidráulica em energia mecânica rotativa.
A energia hidráulica fornecida para um motor hidráulico e convertida em mecânica sob a forma de torque e rotação.
Construtivamente, o motor assemelha-se a uma bomba, excetuando, evidentemente, a aplicação que é inversa uma da outra. Existem casos, inclusive, em que o equipamento pode trabalhar ora como bomba, ora como motor hidráulico.
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Dimensionamento de Motores Hidráulicos
Tipos de Motor Hidráulico
Assim como as bombas, os motores podem ser unidirecionais (um único sentido de rotação) ou bidirecionais (rotações em ambos os sentidos). Podem ser, também , de vazão fixa ou variável.
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Dimensionamento de Motores Hidráulicos
Definições
Deslocamento - e a quantidade de fluido que o motor recebe para uma rotação, ou então a capacidade de uma câmara multiplicada pelo numero de camarás que o mecanismo contem. Esse deslocamento é representado normalmente em litros por rotação (L/rot).
Torque - em um motor hidráulico e possível ter torque sem movimento, pois ele só se realizara quando o torque gerado for suficiente para vencer o atrito e a resistência a carga.
A pressão necessária num motor hidráulico depende do torque e do deslocamento. Um motor com um grande deslocamento desenvolve um certo torque com menos pressão que com um pequeno deslocamento.
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Dimensionamento de Motores Hidráulicos
Dimensionamento e Seleção
 Ao iniciarmos o dimensionamento de um motor hidráulico, a primeira
variável a ser buscada e o torque (momento de torção), necessário para efetuar a operação desejada.
Normalmente aplicamos motores hidráulicos onde há necessidade de elevado torque e potencia com rotações relativamente baixas, ou ainda, necessidade de revers6es rápidas no sentido de rotação, ou controle apurado de velocidade.
Corn relação ao rendimento, os motores elétricos apresentam maior rendimento que os hidráulicos (90 a 95% contra 70 a 85% dos hidráulicos). 
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Dimensionamento de Motores Hidráulicos
Dimensionamento e Seleção
 
Corn relação ao rendimento, os motores elétricos apresentam maior rendimento que os hidráulicos (90 a 95% contra 70 a 85% dos hidráulicos). 
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Dimensionamento de Motores Hidráulicos
Dimensionamento e Seleção
 
Corn relação ao rendimento, os motores elétricos apresentam maior rendimento que os hidráulicos (90 a 95% contra 70 a 85% dos hidráulicos). 
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Dimensionamento de Motores Hidráulicos
Exemplo: Dimensionar o motor hidráulico, dados os seguintes valores:
Corn relação ao rendimento, os motores elétricos apresentam maior rendimento que os hidráulicos (90 a 95% contra 70 a 85% dos hidráulicos). 
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Dimensionamento de Motores Hidráulicos
Exemplo: Dimensionar o motor hidráulico, dados os seguintes valores:
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Dimensionamento de Motores Hidráulicos
Exemplo: Dimensionar o motor hidráulico, dados os seguintes valores:
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Dimensionamento de Motores Hidráulicos
Exemplo: Cálculo da vazão e pressão
A pressão necessária a ser ajustada para a obtenção do momento de torção requerido será:
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Escoamento do fluido em uma tubulação
Em 1883, o cientista Osborne Reynolds publicou um estudo sobre a relação entre forças de inércia e viscosidade em fluidos que fluem por dutos lineares de seção constante, especificamente em condutos circulares. Essa relação é dada por:
Em que:
v = Velocidade do fluido para a tubulação em questão
dt = Diâmetro interno da tubulação - [cm]
 = Viscosidade do fluido em Stokes [St]
n Re = Número de Reynolds (adimensional)
Escoamento do fluido em uma tubulação
Escoamento Laminar
Escoamento cujas linhas de fluxo apresentam-se uniformes, representadas por números Re menores, correspondendo a uma influencia maior da viscosidade do fluido.
Escoamento Turbulento
Escoamento cujas linhas de fluxo apresentam-se desordenadas, correspondendo a números Re elevados, portanto indicando a preponderância das forcasde inercia e também, indicativo de maior perda de carga
Escoamento Indeterminado
Conhecido também como limite critico do escoamento, representa um intervalo numérico em que é impossível determinar o comportamento do fluido, pois ele se comporta tanto laminar como turbulento.
Escoamento do fluido em uma tubulação
Escoamentos
Nos sistemas hidráulicos, a prioridade é garantir que o fluido se mova de forma laminar para minimizar perdas de carga e reduzir o aquecimento devido ao atrito interno. Comportamento turbulento resulta em perdas de carga maiores e mais calor nas tubulações.
Dimensionamento das Tubulações
Velocidade de escoamento
Para minimizar as perdas de carga e garantir o fluxo laminar no fluido em sistemas hidráulicos, é comum aplicar critérios empíricos, como aquele baseado na velocidade, que considera condições como comprimento da tubulação menor que dez metros, vazões entre 20 a 200 litros por minuto e variações moderadas de temperatura. Quando essas condições são atendidas, as velocidades listadas na tabela a seguir podem ser usadas no projeto e dimensionamento das tubulações.
Dimensionamento das Tubulações
Velocidade de escoamento
Por interpolação, e passive! obter as velocidades para tubulação de pressão, para pressões intermediarias no intervalo [20 - 200 bar], que não constem na tabela, ou utilizar ainda a seguinte expressão:.
Dimensionamento das Tubulações
Linha de Sucção
A tubulação pela qual o fluido é aspirado do tanque. Compreende o comprimento de tubulação que vai do filtro de sucção, que fica submerso no tanque, até a entrada da bomba hidráulica.
 Linha de Pressão
Tubulação que se inicia logo após a saída da bomba, alimentando o sistema com as pressões necessárias ao funcionamento de seus diversos componentes, como válvulas de controle direcional, atuadores lineares e rotativos, pressostatos, manômetros, etc.
Linha de Retorno
Tubulação pela qual o fluido é redirecionado ao tanque com a finalidade de restaurar sua temperatura à normalidade por meio da circulação entre as chicanas (aletas) existentes no interior do tanque (reservatório)
Dimensionamento das Tubulações
Determinação do diâmetro mínimo
Para determinar os diâmetros mínimos necessários das tubulações, utiliza-se a seguinte expressão:
Em que:
Q = Vazão máxima do sistema [1/min]
v = Velocidade recomendada para a tubulação [cm/s] e/ou ainda quando para linha de pressão.
dt = Diâmetro interno do tubo [cm]
0,015 = Fator de Conversão
Dimensionamento das Tubulações
Determinação do diâmetro mínimo
O diâmetro calculado (dt) é uma referência, e a tabela lista diâmetros comerciais de tubos. O diâmetro comercial a ser usado deve ser no mínimo igual ou um pouco maior que o valor calculado, ou seja: dt comercial ≥ dt calculado.
Após escolher o diâmetro comercial apropriado, é importante verificar se o fluxo através desse tubo será laminar ou não. Isso é feito aplicando a equação de Reynolds. Se a verificação revelar um regime não laminar é necessário ajustar o diâmetro comercial para o valor imediatamente menor que satisfaça a condição de regime laminar.
Dimensionamento das Tubulações
Determinação do diâmetro mínimo
Dimensionamento das Tubulações
Exemplo: Dimensionar as tubulações de sucção, pressão e retorno de um sistema hidráulico que terá uma vazão máxima de 60 litros por minuto e pressão de 120 bar. Adote a viscosidade do óleo como sendo ν= 0,45 St.
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Sempre que um fluido percorre uma tubulação, ha a chamada perda de carga que se apresenta sob duas formas, a saber:
 perda de carga distribuída;
 perda de carga localizada.
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Perda de Carga Distribuída
No regime laminar, o fluido tem um perfil de velocidade composto por camadas que se movem como cilindros concêntricos. A camada mais próxima à superfície interna do tubo não se move, tendo velocidade zero, enquanto as camadas subsequentes têm velocidades progressivamente maiores, atingindo o máximo no centro do tubo.
Essa diferença de velocidade entre as camadas provoca atrito, resultando na perda de carga. Essa perda de carga é transformada em calor devido ao atrito entre as camadas, dissipando parte da energia cinética do fluido na forma de calor.
 
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Perda de Carga Localizada
É a perda de carga gerada por singularidades que possam aparecer em determinados pontos de uma tubulação. São exemplos de singularidades todos os tipos de conexão (luvas, joelhos, curvas, registros, reduções, etc.), que se faça necessária e, portanto, incorporada a tubulação.
A maioria das tabelas de fabricantes de conexões fornece essa perda de carga em comprimento equivalente [L2 ] de tubulação, como será visto no tabela 
 
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Fator de Atrito
Este fator está relacionado à temperatura do fluido e à rugosidade interna do tubo. Quanto mais rugoso o interior do duto, mais difícil será o escoamento do óleo.
A Figura mostra uma ampliação microscópica da parede interna de um tubo de cobre. São visíveis picos na superfície interna da parede do tubo, que representam a rugosidade. Logo acima, há uma representação da cadeia de polímeros, que são as moléculas de óleo. Esses picos criam atrito ao deslizar do fluido, resultando em uma velocidade quase nula na interface e gerando atrito, tanto quanto na interface entre as várias camadas concêntricas de fluido durante o deslizamento. Isso resulta na distribuição da perda de carga.
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Fator de Atrito
A tabela apresenta três expressões possíveis para obtenção do fator de atrito, devendo ser utilizadas conforme o tipo de tubo e temperatura ambiente.
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Fator de Atrito
A equação para obtenção das perdas de carga distribuída e localizada em uma tubulação com conexas (singularidades) é dada por:
Em que:
 = Fator de atrito (adimensional)
 = Massa espec. do fluido em [kg/m3] (é igual a 881,1 para o Óleo SAE-10)
v = Velocidade de escoamento do fluido recomendada [cm/s] 
dt = Diâmetro interno do tubo comercial [cm]
Lt = L1 +L2 = Comprimento total da tubulação [cm]
- L1 = Comprimento da tubulação retilínea [cm]
- L2 = Comprimento equivalente das singularidades [cm] 
 = Perda de carga na tubulação (distribuída + localizada) [bar]
 Fator de Conversão
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Perda de Carga nas Válvulas da Linha de Pressão
Existe um outro tipo de perda de carga localizada na linha de pressão, conhecida como perda de carga causada por válvulas hidráulicas, como a válvula controladora direcional, a válvula de sequência, a válvula controladora de vazão e a válvula de retenção. Essas perdas de carga são significativas e não devem ser ignoradas devido aos seus valores relativamente elevados. Isso é de extrema importância na análise de sistemas hidráulicos.
Essa perda de carga normalmente é encontrada no catálogo do fabricante na forma de um gráfico (p de carga x vazão),
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Perda de Carga nas Válvulas da Linha de Pressão
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Perda de Carga nas Válvulas da Linha de Pressão
A figura apresenta um gráfico de perda de carga para uma válvula controladora de vazão com retenção no sentido A para B, e retorno livre (sentido de B para A)
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Perda de Carga nas Válvulas da Linha de Pressão
As figuras apresentam dois tipos de válvula de retenção, sendo uma simples e outra com desbloqueio hidráulico.
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Perda de Carga nas Válvulas da Linha de Pressão
As figuras apresentam dois tipos de válvula de retenção, sendo uma simples e outracom desbloqueio hidráulico.
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Perda de Carga nas Válvulas da Linha de Pressão
A figura apresentada em seguida mostra o gráfico de perda de carga para uma válvula de sequencia com comando direto.
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Perda de Carga Total
A perda de carga total na tubulação de pressão será, então, obtida por:
Em que:
∆P = Perda de carga na tubulação (distribuída + localizada) 
dP = Perda de carga nas válvulas da linha de pressão (total computado)
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Perda de Carga Total
A finalização do calculo acontece se a seguinte condição for satisfeita:
Em que:
PN = Pressão Nominal (pressão disponível a qual estabelecemos no início do projeto - tabela 1.2 - capítulo 1)
PTb = Pressão de Trabalho 
APT = Perda de Carga Total
Dessa forma e supondo não haver vazamentos que ocasionem perda de
pressão nas junções das válvulas e conexões do circuito hidráulico, é possível dizer que o circuito funcionara satisfatoriamente.
Entretanto, na prática, é comum dividir esses procedimentos em várias partes, tantas quantas forem os atuadores do sistema, calculando a perda de pressão até cada atuador e verificando, dessa forma, se a pressão que chega a ele é suficiente.
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Perda Térmica
A perda térmica em um sistema hidráulico resulta na perda de potência, que pode ser medida em termos de calor devido às perdas de carga. Essa taxa de calor se propaga pelas tubulações, aumentando a temperatura do fluido em movimento, o que justifica a presença de chicanas (aletas) no interior do reservatório para ajudar na dissipação.
No entanto, se essa taxa de calor atingir valores consideravelmente altos e não puder ser dissipada adequadamente pela recirculação no tanque, pode ser necessário utilizar um trocador de calor. Assim:
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Exemplo
Determinar a perda de carga total e perda térmica para o cilindro B do seguinte circuito, verificando sua viabilidade quanto a condição final de funcionalidade. Considere os dados listados em seguida:
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Exemplo
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Exemplo
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Exemplo
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Exemplo
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Exemplo
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Exemplo
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Exemplo
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Perda de Carga na Linha de Pressão de um Circuito Hidráulico
Exemplo
A observação cuidadosa da solução final do circuito apresentado destaca claramente a importância do conhecimento sobre a perda de carga em um projeto hidráulico. Observa-se que, entre as válvulas usadas no projeto, a "válvula controladora de fluxo" é a que apresenta a maior perda de carga (55 bar para uma vazão de 45 l/min). Essa válvula é de grande importância para o funcionamento do sistema, pois controla a velocidade de deslocamento do atuador. Isso justifica a magnitude da pressão nominal (PN) em relação à pressão de trabalho (PTb), que é 150% maior.
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Tipos de Válvulas
Válvulas:
São os elementos utilizados para comando dos atuadores, exercendo função preponderante dentro dos circuitos fluídicos e são classificadas conforme suas funções.
Podem ser:
-CONTROLADORAS DE DIREÇÃO.
-CONTROLADORAS DE FLUXO.
-CONTROLADORAS DE PRESSÃO.
- DE BLOQUEIO.
Tipos de Válvulas
Válvulas direcionais
A função de uma válvula direcional é a de direcionar o sentido de fluxo atendendo à necessidade do circuito. São caracterizadas por:
- número de vias;
- número de posições;
- posição de repouso;
- tipo de acionamento (comando);
- tipo de retorno (para a posição de descanso);
- vazão.
Tipos de Válvulas
Válvulas direcionais
Número de Posições - As válvulas são representadas graficamente por quadrados. O número de quadrados unidos representa o número de posições ou manobras distintas que uma válvula pode assumir. Devemos saber que uma válvula de controle direcional possui no mínimo dois quadrados, ou seja, realiza no mínimo duas manobras.
Número de Vias - O número de vias de uma válvula de controle direcional corresponde ao número de conexões úteis que uma válvula pode possuir.
Tipos de Válvulas
Válvulas direcionais
Nos quadrados representativos de posição podemos encontrar vias de passagem, vias de bloqueio ou a combinação de ambas. 
Quando uma válvula tiver 2 posições, o quadrado da direita representará a posição de repouso e o da esquerda a posição de acionamento.
Quando uma válvula tiver 3 posições, o quadrado central representará a posição de repouso, o da esquerda a posição de avanço do cilindro e o da direita a posição de retorno do cilindro.
Tipos de Válvulas
Válvulas direcionais
As válvulas de controle direcional de 4 vias, usadas na indústria móbil, têm frequentemente diversas posições intermediárias entre os extremos. As válvulas hidráulicas industriais de 4 vias são geralmente válvulas de 3 posições, consistindo de 2 posições extremas e uma posição central. As duas posições extremas da válvula direcional de quatro vias estão diretamente relacionadas ao movimento do atuador. Elas controlam o movimento do atuador em uma direção, tanto quanto na outra. A posição central de uma válvula direcional é projetada para satisfazer uma necessidade ou condição do sistema.
Tipos de Válvulas
Válvulas direcionais
Identificação das vias de uma válvula direcional
Tipos de Válvulas
Válvulas direcionais
Tipos de Válvulas
Acionamento de válvulas direcionais 
A movimentação do carretel é capaz de desobstruir passagens, interligando câmaras no interior das válvulas e permitindo o escoamento do fluido no sentido desejado. Como exemplo de movimentação dos carretéis, 
Tipos de Válvulas
Acionamento de válvulas direcionais 
A movimentação do carretel das válvulas pode ser realizada utilizando esforço manual (esforço físico de um operador) ou, ainda, acionadores mecânicos, pneumáticos, elétricos ou combinados. A simbologia para indicação dos acionamentos nos esquemas hidráulicos é representada
Tipos de Válvulas
Válvulas Controladoras de Pressão
São divididas em grupos de acordo com o seu sistema operacional:
•Válvulas limitadoras de pressão,
•Válvulas de sequência de pressão,
•Válvula de contrabalanço
•Válvulas redutoras de pressão.
Tipos de Válvulas
Válvula Limitadora de pressão
Em um circuito com operações de fixação e usinagem de furação, o cilindro de presilhamento deve avançar antes do cilindro da broca. Para que isto aconteça, uma válvula de sequência é colocada na linha do circuito, imediatamente antes do cilindro da broca.
A mola na válvula de sequência não permitirá que o carretel interligue as vias primárias e secundárias até que a pressão seja maior do que a mola. O fluxo para o cilindro da broca é bloqueado. Desta maneira, o cilindro de presilhamento avançará primeiro. 
Quando o grampo entra em contato com a peça, a bomba aplica mais pressão para vencer a resistência. Esse aumento de pressão desloca o carretel na válvula de sequência. As vias principal e secundária são interligadas. O fluxo vai para o cilindro da broca.
Tipos de Válvulas
Válvula redutora de pressão
Uma válvula redutora de pressão é uma válvula de controle de pressão
normalmente aberta.
O circuito de fixação mostrado na ilustração requer que o grampo do cilindro B aplique uma força menor do que o grampo do cilindro A. Uma válvula redutora de pressão colocada logo em seguida ao cilindro B permitirá que o fluxo vá para o cilindro até que a pressão atinja a da regulagem da válvula. Neste ponto, o carretel da válvula éacionado causando uma restrição àquela linha do circuito. O excesso de pressão, adiante da válvula, é transformado em calor. O cilindro B grampeia a uma pressão reduzida..
Tipos de Válvulas
Simbologia da Válvula de pressão
Tipos de Válvulas
Válvulas de Bloqueio.
São válvulas que bloqueiam a passagem do ar, possibilitando operações lógicas booleanas, tais como OU, E, etc, principalmente quando usadas em conjunto com as direcionais. Podem ser de retenção, alternadora (OU), de simultaneidade (E) ou de escape rápido.
Válvulas de Retenção
Uma válvula de retenção é uma combinação de válvula direcional e válvula de pressão.
Ela permite o fluxo somente em uma direção, por isto é uma válvula unidirecional O fluido passa pela válvula somente em uma direção. Quando a pressão do sistema na entrada da válvula é muito alta, o suficiente para vencer a mola que segura o assento, este é deslocado para trás. O fluxo passa através da válvula. Isso é conhecido como fluxo
direcional livre da válvula de retenção. Se o fluido for impelido a entrar pela via de saída o assento é empurrado contra a sua sede. O fluxo estanca.
Tipos de Válvulas
Válvula Alternadora (elemento OU)
Esta válvula (também chamada válvula OU) seleciona sinais emitidos de duas outras válvulas, permitindo a passagem daquele de maior pressão, possibilitando que um componente (cilindro, válvula, etc.) seja acionado através de dois pontos distintos - P1 ou P2. Quando uma entrada e pressurizada, a outra e isolada através da retenção.
Tipos de Válvulas
Válvula de Simultaneidade (Elemento E)
Assim como a alternadora, essa válvula seleciona sinais emitidos de duas outras válvulas, porem permitindo a passagem daquele de menor pressão. Também chamada válvula E, e empregada para o acionamento de componentes através de dois sinais simultâneos em P1 e P2. Se apenas uma entrada for pressurizada, esta se autobloqueia e o sinal e retido. Quando há diferença de pressão dos sinais de entrada, a pressão maior fecha um lado da válvula e a pressão menor vai para a saída A. É muito usada em comandos de segurança quando se deseja que o atuador seja acionado somente quando duas válvulas são pressionadas simultaneamente como mostrado no circuito
Tipos de Válvulas
Válvulas Controladoras de Vazão
A função da válvula controladora de vazão é a de reduzir o fluxo da bomba em uma linha do circuito.
Ela desempenha a sua função por ser uma restrição maior que a normal no sistema. Para vencer a restrição, uma bomba de deslocamento positivo aplica uma pressão maior ao líquido, o que provoca um desvio de parte deste fluxo para outro caminho. Este caminho é geralmente para uma válvula limitadora de pressão, mas pode também ser para outra parte do sistema.
As válvulas controladoras de vazão são aplicadas em sistemas hidráulicos quando se deseja obter um controle de velocidade em determinados atuadores, o que é possível através da diminuição do fluxo que passa por um orifício.
Tipos de Válvulas
Atividade
1) Classifique as válvulas direcionais abaixo de acordo com o número de posição, número de vias e tipo de acionamento no avanço e no retorno.
Tipos de Válvulas
Método sequencial
Os diagramas desse método especificam separadamente o estado dos cilindros (diagrama trajeto-passo), o estado dos sensores de fim de curso (diagrama de acionamento de sensores) e os comandos dos cilindros (diagrama de acionamento dos atuadores). Com essas informações, podemos decidir quais sensores serão utilizados para acionar quais cilindros. Além disso, podemos decidir qual é a melhor opção para o acionamento dos elementos: válvulas com um único ou com dois solenoides (um para o avanço do cilindro e outro para seu recuo).
Tipos de Válvulas
Método sequencial
Exemplo:
Essa operação e realizada em seis passos, que podem ser claramente vistos em seu diagrama trajeto x passo.
1. A chapa e posicionada manualmente sobre a mesa do dispositivo. Um encosto ao fundo e outro ao lado garantem o paralelismo e o perpendicularismo da dobra.
2. Um botão de partida E0 e acionado para ativar o ciclo de dobra, que so pode ser iniciado se os atuadores A, B e C estiverem recuados e pressionando os fins de curso El, E3 e E5.
Tipos de Válvulas
Método sequencial
Exemplo:
3. Ha ainda um botão E7 que ativa a parada de emergência.
Passo 1 - Dada a partida, o atuador A se distende, fixando por pressão
a chapa sobre a mesa.
Passo 2 - Ao fixar a chapa, o atuador A pressiona o fim de curso E2 que dispara o atuador B para realizar a primeira dobra.
Passo 3 - Ao final da primeira dobra, o atuador B pressiona o fim de curso E4 que provoca seu retorno, e ao pressionar E3, ativa o atuador C.
Passo 4 - 0 atuador C se distende e realiza a segunda dobra.
Passo 5 - 0 retorno do atuador C sera dado pelo fim de curso E6.
Passo 6 - Ao retornar, o atuador C pressiona E5 que provoca o retorno do atuador A que, ao pressionar novamente El, encerra o ciclo.
Tipos de Válvulas
Método sequencial
Exemplo
REFERENCIAS
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