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Hidráulica Cavitação x Aeração: explique. E quais as consequências da cavitação? Simplificação do sistema hidráulico Bombas: unidade de conversão primária Existem 2 classificações: ____________________ e ______________________ • Bomba hidrodinâmica: • Bombas hidrostáticas/ deslocamento positivo: Características de um sistema hidráulico (12) Energia mecânica de entrada 1- Bomba transforma energia mecânica em energia hidráulica 2- Reservatório possui chicanas ou placas defletoras para refrigeração e remoção do ar do óleo 3- Realimentação do sistema ou emissão de sinal externo visando limitação e controle 4- Energia hidráulica é convertida em energia mecânica útil de saída 5/6 - • Fluído incompressível • Circuito fechado • Alta pressão e baixa velocidade • Maior precisão • Difícil manutenção • Sensível a variação de temperatura • Não há transmissão de energia à distância • Reversabilidade e parada instantânea • Sistema autolubrificado • Necessidade de sistema de filtragem e refrigeração • Dimensões reduzidas • Custo MAIOR Bomba hidrodinâmica hidrostática (volumétrica) Pressão baixa e cte, vazão alta. É afetada por variações externas (como pressão) Alta pressão e vazão baixa e cte, por isso são as mais usadas. Variação não causa grande impacto cavitação é a formação de bolhas (ar, água ou vapor) no óleo. Já aeração é a cavitação que ocorre quando o ar EXTERNO é sugado. Ambos ocorrem devido a redução LOCAL de pressão. Consequências: erosão, elevado ruído, queda de rendimento, espuma e desgaste até a jusante da restrição. Tipos de bombas Hidrostáticas: • Engrenagem: explique. E diga 1 característica • Palhetas: explique. E diga 1 característica • Pistão: explique. E diga 2 características Bomba hidrostática tem como conversão secundária o ____________________________________ ou ________________, esse último é usado apenas quando ______________________________________________ Atuadores hidráulicos: é mais adequado do que o pneumático por que? Quais as 2 informações necessárias para dimensionar um cilindro? Qual valor de coef de segurança para evitar vazamentos? Ocorre flambagem? 1 3 2 4 5 6 há 2 engrenagens iguais sendo uma motora (fixa ao eixo) e outra movida e livre. Não são sensíveis a partículas Rotor (componentes móveis) com ranhuras onde encaixam várias palhetas móveis. Possui fluxo constante Pode ser radial ou axial. Suporta altas pressões e tem alta precisão. Alto ruído são mais adequados que os pneumáticos quando se deseja maior PRECISÃO. Para dimensionar um cilindro é preciso saber a pressão de entrada e a carga na haste. Um Coef. Segurança para evitar vazamentos é entre 5 a 15%. Tem que considerar a flambagem, pois a haste sofre com uma carga axial de compressão. motor linear (cilindro/atuador hidráulico) motor hidráulico é preciso potência ou em locais onde não é possível o uso de outros motores 1 2 3 5 4 6 Caracteríticas do fluído: • Estabilidade hidrolítica: • Tendência a formação de espuma: • Manuseabilidade: • Ponto de fulgor e ponto de fluidez Propriedades dos Fluidos Hidráulicos (5): Troca do fluído: Se o fluído apresentar cor escura, então houve contato de _____________________ produtos da combustão • propriedades lubrificantes • proteção contra oxidação • baixa tendência à formação de espuma • capacidade de transferência de calor • vedação de folgas capacidade do fluido de não reagir com água formando emulsão, agentes demulsificantes (detergentes) que evitam emulsões. espumas superficiais se formam pelas folgas entre componentes, falhas de vedações etc, e reduzem a capacidade de lubrificação do fluido. Usam-se aditivos antiespumantes. caracterizada pela toxicidade, odor, cor e armazenagem do fluido. • Ponto de Fluidez: menor temperatura que deixa de fluir • Ponto de Fulgor (pf): menor temperatura que começa a expelir vapor inflamável. Chama não se mantém sem uma fonte externa de calor. Em relação as bombas centrífugas, foi citado o sistema de selagem: _______, ______________ e _______, sendo que os 2 últimos foram explicados em elemaq • Gaxeta: Qual ofício do sistema de selagem? E diga o nome gaxeta retentor Sistema de selagem SEMPRE vaza (não deve ser totalmente vedado), pois precisa de lubrificação e resfriamento, nome disso é RESTRINGIMENTO Anel (oring) de material flexível que é comprimido entre duas superfícies para criar um selo hermético selo mecânico 1 Tipos de atuadores hidráulicos: • Cilindros de ação simples: • Ação dupla com haste SIMPLES: descreva as características do avanço e retorno Pegadinha: • Cilindro telescópico: Sistema de limitação/controle • Válvula direcional (ou distribuidor): controla o que (3)? Como se identifica o n° de posições e conexões? • Bujão: • Acumuladores hidráulicos: • Acionamentos: potência hidráulica em apenas 1 sentido. O retorno é por ação externa ou molas. Curso por mola = retorno por mola No avanço possui maior força, menor velocidade e câmara maior, já no retorno possui menor força, maior velocidade e menor câmara. forças e velocidades iguais em ambas as direções • Ação dupla com haste DUPLA/PASSANTE: É um dispositivo que armazena energia sob a forma de fluido pressurizado, ou seja, contém óleo e gás (geralmente nitrogênio). Quando a pressão do circuito aumenta, o acumulador armazena óleo e, com isso, o gás é comprimido, armazenando energia. Quando a pressão diminui, o gás se expande e devolve o óleo. Dessa forma, o acumulador ajuda a manter a pressão do sistema e suplementa a vazão, pois armazena óleo quando a demanda é baixa e o libera quando ocorrem picos de demanda. Lembre-se de que o acumulador NÃO acumula pressão, e sim ENERGIA. Além disso, NÃO controla a vazão (quem faz é a válvula reguladora de fluxo); ele apenas a SUPLEMENTA (Errei questão). Ft abaixo Características de um sistema Pneumático (10) Fluidos pneumáticos: qual tipo de fluído é usado? Cite o mais comum. Como o fluído é liberado? Como funciona sua alimentação? Qual a unidade de conservação primária? Secagem: Qual secagem é mais comum e como funciona? Qual sua localização? Filtro x separador: explique a diferença. Como se dá o nome do filtros? Unidade de conservação de ar: qual seu nome e onde é instalado? • Fluído compressível • Circuito aberto • Baixa pressão e alta velocidade • Menor precisão • Contraexplosão e alta confiabilidade • Insensível a variação de temperatura • Transmissão de energia à distância • Não perde potência por atrito (só por vazamentos) • Potência e cargas MENORES • Não polui • Maior ruído (pois a liberação do ar pressurizado cria ruído, a compressibilidade do ar gera impactos e há menor absorção de vibração) Pneumática Simbologia em circuitos hidráulicos/pneumáticos: Sentido de fluxo e natureza do fluido ▲: △: 2) Acionamento piloto: --▷-- _______________________________________ --▶-- _______________________________________ Piloto positivo (símbolo): (-▷-▭-◁- da pressão) Piloto negativo (símbolo): (-◁-▭-▷- do ar) 4 5 6 7 3 vias e 2 posições posição normal Controla a direção, pressão e/ou vazão do fluido. Posições (manobras distintas): n° de quadrados. Vias (conexões): Quantidade de entrada e saída (igual em todas os quadradinhos). Válvula 3/2 significa ________________ .Quando a válvula não está em funcionamento chama-se ________________ O fluido é gasoso (inerte) e o mais comum é o ar atmosférico. Não necessita de linha de retorno, pois o ar é liberado no ambiente. Tem volume fixo, mas como o ar é compressível pode ser injetado ilimitadamente e armazenado, ou seja, não precisa de trabalho contínuo do compressor. Na pneumática a unidade de conversão primária é o compressor junto do reservatório. Na secagem há um secador, o mais comum é o secador de ar por refrigeração. Ele forma um condensado pela refrigeração do gás, que depois é drenagempelo separador de água. Localização do separador de água: Antes das válvulas de bloqueio: essas válvulas criam um ponto onde a água se acumula. Se o separador ficasse depois da válvula, ao fechá-la, a água ficaria presa antes dela. Por isso, instala-se antes para que a água seja retirada antes de chegar na válvula. Nas extremidades da linha: o ar que sai do compressor é quente e, à medida que percorre a tubulação, o ar vai esfriando e o vapor condensa. Percebe-se, portanto, que os pontos críticos são: extremidades da linha e pontos baixos. Fluxo Pneumático ou saída para atmosfera Fluxo hidráulico é chamada de piloto pois recebe sinal de outra válvula que é considerada a piloto Linha piloto pneumático ou Piloto pneumático Linha piloto hidráulico ou Piloto hidráulico aumento exaustão ---- (acima do cálculo) Not: _____________________Ou: ________ E: ________ multiplica; Soma; Filtro x separador: Filtro remove partículas sólidas do ar. Separador de água: remove o líquido condensado. Nome do filtro muda com a sua localização, antes da bomba (filtro de sucção), depois da bomba (filtro de pressão), no retorno (filtro de retorno). É o famoso LubReFil (lubrificação, regulador de pressão e filtro de ar) e deve ser instalado depois do registro para permitir sua manutenção sem parar o resto da linha. Temos a simbologia completa e a simplificada um atuador com 1 entrada e 1 saída pode ser simples (entrada e saída ficariam no mesmo lado) ou duplo, depende do projeto. peça usada para tampar uma via de passagem de fluido/ar. Ex: uma válvula 3/2 falhou e só tenho uma 4/2 para substituir. Então basta usar 1 bujão na via excedente. grande curso com menor espaço de montagem. Pode ser ação simples ou dupla Hidráulica 2 Cálculo de atuadores lineares/alternativos (hidráulicos/pneumáticos): fórmula da vazão Há 2 movimentos no cilindro: avanço -> a haste sai; e retorno/recuo -> a haste entra. Induzida -> considera a haste. A velocidade de retorno do cilindro é maior, pois a vazão de entrada é fixa e a área é menor (por causa da haste). Então, para manter a continuidade, aumenta-se a velocidade de retorno do pistão e, consequentemente, a vazão expelida no outro lado é maior. ->Vazão induzida de retorno-> , e Vazão induzida de avanço -> , = v. induzida de retorno, =v. entrada, = Á. do pistão, Á.anelar/coroa. Como P e Q são opostos (Q=V.A => Q= V. F/P, sendo V=velocidade), então a fórmula da pressão induzida se inverte: ->Pressão induzida de retorno-> e Pressão induzida de avanço -> . Como Ap/Aa >1 e Aa/Ap avanço e na p. induzida é ao contrário. 1 No circuito regenerativo, no avanço, o óleo que sai do lado da haste é reaproveitado e enviado junto com a vazão da bomba para o lado do pistão (imagem). Por isso: a velocidade e vazão de avanço aumenta, mas a força de avanço diminui. Far=P⋅Aanelar, sendo Far = força de avanço regenerativo e P= pressão da bomba. Var= Q/Aanular, sendo Q= vazão da bomba. Cálculo de atuadores lineares/alternativos (hidráulicos/pneumáticos): fórmula da força regenerativa e velocidade de avanço regenerada Q=v.A, sendo A=Área da seção transversal e V=velocidade. A vazão de entrada (fornecida pela bomba) é diferente da vazão de saída, pois o óleo entra pela área total do pistão (Ap) e sai pela área anelar/coroa (pistão − haste). Por isso, em atuadores ligados em série, a vazão que alimenta o cilindro seguinte é a vazão que sai pela Aanelar do cilindro anterior. Em atuadores ligados em paralelo, divide a força por dois. Cálculo de atuadores lineares/alternativos (hidráulicos/pneumáticos): fórmula da vazão induzida e pressão induzida GÁS FLUÍDO Compressor: unidade de conversão primária: participa das transformações de quais energias? • Dinâmico: -> Centrífugo: descreva. Cite e explique os componentes -> Axial: descreva • Volumétrico -> Alternativo (PISTÃO): Classificam-se em: • Simples ______________________ ou duplo efeito ________________________ • Um ou mais cilindros=________________________________________________________________________, sendo que pistões interligados possuem _______________. • Um ou mais estágios= ________________. Características (2): -> Rotativo: Parafuso twin-screw e single-screw: No compressor de parafuso, o “parafuso” também é chamado de rotor 2) Palhetas (2 características): 3) Lóbulos: Atuadores pneumáticos: Cite suas características. Qual relação rigidez/peso? Atuadores lineares: • simples efeito e duplo efeito • Haste passante _________________________________________ • Efeito duplex • Duplex geminados Pneumática Sistema de limitação/controle Válvulas são dispositivos _________, e se classificam em retenção, bloqueio e controle ● Válvula de retenção e retenção pilotada: explique. O que é golpe de Ariete? ● Válvulas de bloqueio (on/off): Solenóide e de gaveta ● Válvula de alívio = válvula de segurança = válvula limitadora de pressão: ● Válvula redutora/reguladora de pressão: ● Outras válvulas e observações sobre as válvulas em geral ● Identifique as válvulas Atuadores de válvulas: explique. Qual a diferença entre o atuador da válvula direcional? Transforma a energia de entrada em energia pneumática. Existem 2 classificações: compressor hidrodinâmico e volumétrico (deslocamento positivo). Tem >1 estágios de compressão. Cada estágio aumenta um pouco a pressão. Os estágios são interligados por um eixo e têm angulação e comprimento de pás diferentes. O ar é sugado pelo centro do rotor devido à baixa pressão e é forçado para periferia pelas pás, a descarga é no sentido transversal ao eixo. Componentes: carcaça, rotor/impulsor, mancais, eixo, difusor (reduz a velocidade e aumenta a pressão) e Voluta/caracol (direciona o fluído do difusor para a saída, mantendo a pressão) Mais eficiente e menos custo movimento vai e vem para comprimir o ar. Alto ruído. A compressão ocorre em 3 fases: admissão, compressão e descarga. 1 câmara de compressão 2 câmaras de compressão N° de compressões N° de cilindros e suas posições (V, em W e em estrela são posições e não ligamentos) Pressão alta e baixa vazão Twin-screw possui 2 rotores helicoidais, sendo um com lóbulos convexos (rotor macho) e outro com lóbulos côncavos (fêmea), já o single-screw possui um único rotor helicoidal principal e dois rotores satélites, é mais confiável. Alta vazão e boa pressão. alta vazão e baixa pressão. 2 rotores e uma zona de baixa e alta pressão São menos robustos e mais simples, pois não se aplica alta carga e não possui linha de retorno. Possui baixa relação rigidez/ peso porque o ar é compressível. Ao empurrar o êmbolo, o ar se comprime antes de transmitir a força, não sendo necessário, portanto, um atuador com alta relação rigidez/peso. Classificam-se em (2): _________________ linear ou rotativo haste com o dobro do comprimento (VERIFICAR POIS PASSANTE = HASTE DUPLA, E N TEM NECESSARIAMENTE O DOBRO DO TAMANHO) dois atuadores de mesmo tamanho montados em série, atinge forças de avanço e retorno maiores com espaço menor 2 atuadores montados um de costas para o outro, atendendo assim grandes deslocamentos, não precisam ter o mesmo curso ou diâmetro Atuador da válvula direcional muda a posição do carretel da válvula. Já atuador de uma válvula de controle comum movimenta a haste e obturador da válvula. Os atuadores da válvula direcional foram citados acima. Já os atuadores das válvulas comuns estão no pwp a seguir (cite-os). Observe a foto: Embaixo fica a válvula de controle e em cima fica o atuador. 1 2 4 3 5 Linhas pneumáticas -> Linha Principal: ->Linha Secundária: >Linha de Alimentação: Canal de distribuição principal. Deve ser levemente inclinada para evitar acúmulo de umidade/condensado. trechos intermediários que saem da linha tronco e levam ar para setores/grupos específicos. Também pode ser inclinada conexão entre as linhassecundárias e os equipamentos e ferramentas que necessitam de fluxo cte. Também pode ser inclinada 4 mecânicos Permite o fluxo apenas em um sentido. Não precisa de comando externo e evita retorno de fluidos como no golpe de Ariete, onde o Golpe (tipo uma martelada) do fluído contra a tubulação ocorre devido a cessação do fluxo (como uma queda de energia). Válvula de retenção pilotada: funciona como uma válvula de retenção comum, porém, por conta da pilotagem, é possível abrir mesmo no sentido bloqueado. passivo pois só funciona quando a pressão ultrapassa o valor estimado ativo pois reduz a pressão antes ela ultrapasse o valor estipulado pressões iguais Energia dissipada e controle de capacidade: No geral, grande parte da energia que chega ao compressor é dissipada na forma de calor, pois o aumento da pressão do ar também provoca aumento da sua temperatura. Além disso, compressores podem operar com controle de capacidade (plena carga, meia carga, vazio etc.). Bombas também podem operar com controle, porém não devem operar em vazio, pois a falta de fluido causa sérios danos. interromper o fluxo, trabalham completamente abertas ou fechadas. Difere das válvulas de controle que trabalham em posições intermediárias, regulando a vazão (ex: globo, agulha, borboleta etc). Válvula solenóide é acionada por solenóide. Já válvula de gaveta pode ter acionamento manual etc. Obs: Relé, usado só em elétrica, também é uma bobina que, ao ser energizada, interrompe o fluxo. Porém a interrupção é por abrir e fechar contatos elétricos. O solenoide interrompe o fluxo ao mover mecânicamente o êmbolo da válvula. Retenção O atuador pode ser de ação direta ou inversa, cite-os Ação direta: Quando a pressão do ar aumenta no atuador, ele fecha a válvula de controle. Então, quando falta ar, sobra apenas a mola → a válvula abre. Ação indireta/inversa: Quando a pressão do ar aumenta no atuador, ele abre a válvula de controle. Então, quando falta ar, sobra apenas a mola → a válvula fecha. Motivo: A mola sempre empurra para o lado oposto ao movimento causado pelo ar. Os atuadores de mola e diafragma produzem movimento de sobe e desce da haste (movimento linear), por isso são muito usados em válvulas de curso linear, como válvula globo, etc. Os atuadores tipo pistão com retorno por mola conseguem gerar forças maiores e respostas rápidas, ou seja, é mais seguro, e por isso são usadas em válvulas ON/OFF (bloqueio de fluxo). Atuador = qualquer dispositivo que produz movimento. Tipos de centros ● Centro fechado (CF): desenhe ● Centro aberto negativo (CAN): desenhe ● Centro aberto positivo (CAP): desenhe ● Centro para escape (Tandem): desenhe ● Centralizado por mola: desenhe ● Normalmente aberto (NA) e normalmente fechado (NF): quantas vias possuem as válvulas que podem ser tanto NA como NF? Desenhe as 4 possibilidades Extras: Carretel =_______: explique e cite se sentido de funcionamento Descarga de válvulas de segurança: deve ser feito em qual local e condições? Turbina submersa: Papelão hidráulico: Purgador: NÃO confundir retorno do atuador com __________________________, pois o retorno da válvula direcional pode enviar o fluido para o tanque, avançar o atuador, etc Sintomas de vazamento na cabeça do cabeçote, rachadura no cilindro e condensação indicam _________________ Tubulações de ar comprimido para a transmissão de sinais para válvulas e instrumentos utilizam ____________________________. Já na distribuição principal de ar são usados tubos grandes. O material da tubulação pode ser: _________________________________________________________________. Bitola = ___________________ Diagrama trajeto-passo: O método de controle de fluxo ao lado é ___________ Prensa hidráulica: Vias de uma válvula limitadora de pressão: opera _____ -> Via primária: -> Via secundária: Funções das vias Conexões ISSO 5599 ISSO 1219 Pressão 1 P Escape 3,5 R,S Utilização 2,4 A,B Pilotagem/ Acionamento 10,12,14 X,Y,Z Pressão: move o atuador Linha tracejada: significado. linhas de dreno ou pilotagem externa, Localização (2,4): sempre acima; 1 é sempre embaixo no meio (quando tem 3 vias) ou embaixo no canto esquerdo; Transmissores pneumáticos: Explique. Se baseia em que? Cite suas 2 limitações. Onde é utilizado? Pneumática 1 2 3 4 5 converte uma variável (como pressão,°C, vazão) em um sinal pneumático e a transmite (a distância) a um receptor (controladores, válvulas, indicadores). Sinal pode ser pneumático, elétrico, digital etc. Baseia-se nos princípios de equilíbrio de forças e movimento. É limitado a uma distância de 100 m e têm faixa de transmissão de 3 a 15 PSI, ou seja, sinais de saída abaixo ou acima indicam que o transmissor está descalibrado. Hoje a única utilização é em ambientes perigosos. NF conectada à pressão do sistema. conectada ao tanque, e quando atinge determinada pressão as vias primárias se abrem e se conectam as secundárias desviando o fluxo para o tanque. Só válvulas 2 e 3 vias com retorno por mola (ou outro) podem ser tanto NA como NF Componente da válvula direcional que direciona o fluxo. Se o acionamento é feito pela direita, o êmbolo vai para ESQUERDA (caiu questão). Dependendo da posição do carretel: liga P com A; liga B com T; ou liga P com B; liga A com T. Sem pontos baixos (acumula líquido) e com linha de descarga curta e diâmetro maior que o bocal de saída (pois se fosse longa e estreita atrapalharia o alívio rápido de pressão) opera sobre o princípio da reação (pois a diferença de pressão entre a pressão de entrada e a saída cria uma força de reação que gira a turbina) amianto+borracha drena os resíduo (líquido, ar ou gas incondensável). É instalado ao final da linha vertical de alimentação. Ft ao lado êmbolo retorno da válvula direcional água nos cilindros pequenos diâmetros (até 1/2”) alumínio, cobre, latão, aço (não precisa ser inox) ou materiais plásticos diâmetro do tubo A B C Crescente = avanço do cilindro = A+; decrescente = retorno do cilindro = A -. Ao lado: A+ B+ C+ A- B- C- (sinal na FRENTE) em desvio F1/A1= F2/A2 É um escape (observa-se pelo triângulo) com silenciador Bomba e Compressor Bomba e compressor: explique. É operatriz ou motriz? Bomba volumétrica x dinâmica Extra de bombas Golpe de aríete: Carga ou altura Shutoff/vazão nula/descarga zero: O que não é componente da altura manométrica (resistência total) da bomba? Sistema de recalque: Bomba periférica: Existem 3 tipos de rotores para bomba centrífuga: Cavitação: requisitos (3), mudança de temperatura causa cavitação? Diga a fórmula do NPSHd e se deve ser > ou Potência útil: -> Potência no eixo: -> Rendimento interno da bomba: -> Rendimento mecânico da bomba: -> Rend. total da bomba: Compressão: Porquê a necessidade de refriamento? Olhar foto e acrescentar que ocorre danos graves caso entre agua no compressor Volumétrico: -> Compressor de pistão: Dinâmico: -> Compressor centrífugo/radial: explique. Qual sua diferença da bomba centrífuga?-> Compressor axial: Faixa de vazão de compressores dinâmicos: explique. O que é estol de rotação? N°/velocidade de Mach: explique. Qual sua relação com Vel. Sônica no fluído? Altura Manométrica Total (resistência total): explique. Diga a fórmula Nível Dinâmico: Nível Estático: Ponto de operação da bomba: Extra de compressor: Carbonização em compressor: explique e dê as (3) causas Compressor hermético: Resfriamento intermediário: Associação de bombas: -> Série: explique. Diga o outro nome e é limitado pelo quê? -> Paralelo: 1 Bomba: transporta o líquido e o compressor aumenta a pressão de GASES. Líquidos não são compressíveis → bomba só move o líquido. Gases são compressíveis → compressor reduz o volume e aumenta muito a pressão. Ambos são operatrizes, ou seja, transformam trabalho mecânico em energia. Maior altura (soma-se as alturas) e bombas diferentes. Bombas de múltiplos estágios = bomba em série. É limitada pela de menor capacidade Maior vazão (soma-se as vazões) e bombas iguais. Bombas de aspiração dupla =bomba em paralelo. Desligar uma não interfere nas outras. A vazão total do sistema é menor do que a soma das vazões das bombas operando isoladamente, pois bombas em paralelo são limitadas pela interação com as outras. A vazão total em paralelo só será igual a soma das vazões individuais no ponto de operação comum, não das vazões isoladas. Além disso, a altura manométrica de operação é minimamente aumentada quando comparada a 1 bomba sozinha. Por fim, o ponto de operação não deve ter altura manométrica total maior que a alcançada no ponto de vazão nula da bomba. Formação de depósito de carbono causado por altas temperaturas (causando desgaste), lubrificante errado e arrefecimento deficiente. não há necessidade de selo de vedação pois o motor e o compressor estão dentro de um único invólucro que é considerado descartável pois não permite a abertura para manutenção. aumenta a eficiência Bombeia verticalmente água de um ponto até a caixa d’água (ou seja, alta pressão). Em geral, é usada dentro de um sistema de recalque aberto (usado em fluidos "sujos", com mais partículas em suspensão), semiaberto e fechado. O fechado é usado para fluidos limpos, e por ser fechado impede que detritos entrem (diminui os entupimentos) e controla melhor o escoamento interno (o que evita problemas como cavitação que precisariam de manutenção) Conjunto completo que transporta o fluido p/ um ponto mais alto quando a válvula de descarga fecha, ou seja, com vazão nula a pressão se torna máxima e a eficiência é nula (potência da bomba é totalmente dissipada). Altura Shutoff é a pressão máxima convertida em altura, seu valor (que é usado apenas como referência de projeto) é 10 -20% maior que a altura da maior eficiência. golpe ocorre c/ a mudança abrupta do fluxo (ex: fechar válvula subitamente) Preenchimento da tubulação da bomba para se livrar do ar (evitar cavitação). Não se faz com altura positiva baixa pressão, alta vazão e altura negativa (bomba acima do reserv). Ex: entrada do impelidor/rotor. Obs: mudança de temperatura não causa cavitação. NPSHd > NPSHrequerido: NPSHd=Patm ± Hgs (- p/ altura negativa) + Preser. – Pvapor. – Δperda 1) Quanto maior a altitude do local menor será a pressão atmosférica local e, logo, menor será o NPSHD. 2) Quanto maior a temperatura do fluido maior será a pressão de vapor do fluido e, logo, menor será o NPSHD (ver ft). 3) Quanto maior a vazão maior a velocidade do fluido dentro do tubo acarretando perdas e, logo, menor o NPSHD. Não considera perdas por vazamentos visíveis na instalação. é a resistência total do sistema que a bomba precisa vencer. Altura manométrica total (Ht): Ht=Hrec+ Hsuc+ Hperdas, sendo Hrec= altura da bomba até o ponto de descarga (pt final), Hsuc= altura do nível do fluido na captação até a bomba, Hperdas= perdas. profundidade do nível da água dentro do poço durante o bombeamento. O sistema pode vir a atingir o equilíbrio (vazão de abastecimento = vazão de bombeamento) profundidade do nível da água dentro do poço em repouso é a intersecção entre a curva da bomba ou curva característica da bomba (fabricante) e a curva do sistema. Curva do sistema (calculada) é = altura manométrica em função da vazão. O ponto onde se cruzam é o que realmente acontece ηt=Pútil/Pmotriz, sempre η=útil/total Wútil=ρ.g.Q.H, que é basicamente Pot=F.Vel Weixo= ωTeixo, ω=v. angular do eixo e Teixo é torque, que é a outra fórmula de Pot ηi=Pútil/Pelevação, Pelev. é a pot necessária para elevar o fluido e Pútil a pot realmente aproveitada para mover o fluido ηm=Pelevação/Pmotriz, Pmotriz é a pot fornecida ao eixo da bomba aumento de pressão vazão baixa e cte possui 3 etapas sendo sucção, compressão e descarga na pressão requerida. Em alguns modelos termodinâmicos, considera-se a expansão como 4° etapa. Vazão maior. opera com maior pressão e possui difusor (diferente da bomba centrífuga). Difusor: medida adimensional da relação entre a velocidade de um objeto e a velocidade do som no meio circundante. Vel. Sônica no fluido: ocorre com o Mach = 1 e forma-se ondas de choque, áreas de baixa pressão e o fenômeno CHOKE Surge (estol axi-simétrico): interrupção do fluxo pela baixa vazão ocasionando refluxo. O estágio inicial do surge é o estol de rotação com a interrupção parcial do fluxo de ar. Choke: Alta vazão que engasga a passagem. maior vazão, mais complexo (tem vários estágios), menor e menos pesado. Ao invés de difusor possui paletas estacionárias (estatores) para elevar a pressão 3 4 2 5 6 7 tubos que aumentam a área de passagem desacelerando o fluido (⭡ a pressão) 5 MCI Exaustão=______ Tipo de Ignição Otto: Diesel: explique. Também pode ser chamado de? Lubrificação Diesel e Otto: Representação do MCI: -> Calibre: -> PMS: -> PMI: -> Cabeçote: -> Coletor de admissão: -> Coletor de escape: -> Câmara de combustão: Componentes móveis do MCI -> Manivela/Virabrequim: Comando de válvulas/eixo de cames/válvula de abertura e fechamento: explique. Impacto? Volante do motor: Anéis: Cilindrada: explique e cite a fórmula Taxa de compressão do motor (r): indica o que? Cite a fórmula. É possível alterá-lo com a troca de combustível? Pressão média efetiva (PME): explique e dê a fórmula Extra: Ciclos ABERTOS (ou reais): Sistema de propulsão: Propulsão híbrida: Propulsão Diesel-elétrico: Baixa qualidade no combustível= _______________________________________ Fluído compressível muda a densidade? Motor de 4 tempos (2 voltas na manivela): diga a ordem com 4 cilindros. São quantas voltas e °? Qual etapa realiza trabalho? Complete a ordem com 1,2 e 3 cilindros Motor de 2 tempos: quantas voltas e °? Diga a ordem Comparação 4x2 tempos: características que diferenciam (8) Comparação 4 tempos Diesel x Gasolina: diga o r de ambos. Cite as características que os diferenciam (5) escape Muda ao passar por um constricção baixa octanagem (+ propenso a detonação do motor) diesel para alimentar o motor elétrico p/ propulsão. MCI + motor elétrico p/ propulsão (decoreba). componentes que geram força para mover um objeto. a transf. de calor ocorre devido ao processo de combustãoque é incompleta, diferente do ciclo ideal em que o fluido circula e retorna ao estado inicial (é fechado) necessitam de um sistema de lubrificação separados. Apenas Ar é comprimido até uma pressão em que quando o combustível é injetado produz autoignição (combustão instantânea). É + potente. Diesel também pode ser chamado de motor a compressão devido a sua ⬆ compressão. Diesel precisa de uma bomba injetora p/ injetar comb. a alta pressão, essa bomba é alimentada por um sistema independente com tanque, filtro etc. Ignição por centelha e fluído ativo (ar + combutível). Não possui bomba injetora 1 2 3 4 5 6 7 diâmetro do pistão Vol. Mínimo do cilindro Vol. Máximo do cilindro tampa dos cilindros e fica sobre a câmara de combustão. duto que encaminha o ar ou ar+ comb até a válvula de admissão. duto que leva os gases expulsos para o escapamento. converte o movimento alternativo da biela em rotativo. A cada 2 voltas do virabrequim equivale a 1 volta do eixo de CAMES. contrapeso da manivela (forma de disco) peça de vedação do pistão que encosta na parede do cilindro volume deslocado x n° de cilindros. Vc= N (πR²). C, C=curso do cilindro, N=n° de cilindros é a razão entre PMI e PMS e indica o quanto será comprimido antes da ignição. É uma propriedade do motor e não é possível alterá-la com a troca de combustível. Quanto ⭣ volume da câmara de combustão ⭡ taxa de compressão. E quanto ⭡ r ⭡ rendimento. r= PMI/PMS = vol. Deslocado (ou cilindrada unit.) + vol. da câmara de combustão / vol. da câmara de combustão, ou seja, maior/menor No ciclo REAL de um motor a pressão varia — sobe na compressão, cai na expansão, etc. Essas variações geram um trabalho líquido. PME é o valor imaginário/teórico que teríamos ao substituir essas variações por uma única pressão constante que, se atuasse sobre o pistão, geraria o mesmo trabalho líquido. PME= Trabalho líquido/volume deslocado controla a abertura e o fechamento das válvulas e sua intensidade, permitindo maior ou menor quantidade de ar/combustível na entrada e saída dos gases. Ou seja, impacta na potência e regime de funcionamento do motor. Admissão, compressão, combustão/expansão e escape. São 2 voltas (720°) e essa ordem é a com 4 cilindros. Cilindros 1,3 e 2,4 seguem mesmo sentido. Etapa de combustão é a única que realiza trabalho. r é baixa no Otto (8 a 13 p/ 1) para não ocorrer autoignição. No Diesel o r deve ser alto (15 a 24 p/ 1) para ultrapassar a temperatura de autoignição, e por isso tem maior torque e curso LONGO, maior desgaste, aguenta mais pressão e baixa rotação (pois não alcança a combustão completa por ser introduzido depois) em 2 tempos tem-se perda na alimentação, ausência de válvulas (só possui janelas), muito poluente, menos eficiente, alto ruído, menor tamanho, funciona em qualquer posição e tem necessidade de óleo no combustível para lubrificação pois o lubrificante não circula separado como no de 4 tempos. 1 volta (360°). Admissão e compressão, expansão e escape volume que sobra quando o pistão está no PMS, é o pequeno espaço em amarelo onde ocorre a COMBUSTÃO Ciclos de Potência a gás: -> Quais pontos devem ser considerados para um ciclo ser ideal? Ciclo de carnot: Diga suas características Ciclo Otto -> Explique em quais etapas ocorre. Explique o que é trabalho líquido e sua fórmula Ciclo Diesel -> O que as áreas P-V e T-S significam? -> Cite o que é e a fórmula da razão de corte -> Quem tem maior rendimento Otto ou Diesel? Ciclo Brayton -> Razão de pressão (Rp): explique. Qual a fórmula? É limitada pelo que? - Ciclos de Potência a gás: Ciclos de Potência a vapor: Ciclo Stirling -> Explique o conceito do ciclo, as características que o diferenciam (3) e as semelhanças com o Carnot? Ciclo de Rankine -> Como aumentar a eficiência do rankine? -> O que é e qual a fórmula do Back work radio? Estágios das turbinas: Rateau (pressão escalonada): Curtis (veloc. Escalonada): 1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 Teórico, reversível, fechado e possui isotermas assim como o stirling. Ocorre transf. De calor nas isotermas pois o restante é adiabática (CeC). Ocorre entre duas fontes térmicas (uma quente e uma fria). representam um motor Rendimento do Otto > Diesel Ocorre trabalho em 1-2 e 3-4, embora algumas vezes só seja considerado o 3-4 (expansão) pois é onde ocorre o trabalho útil e seu valor é positivo, 1-2 é um trabalho de consumo e seu valor é negativo. -> Trabalho líquido do ciclo é a diferença entre eles: Wlíquido=W₃-₄ - W₁-₂ Área P-V -> Trabalho Área T-S -> Calor É a razão entre o volume antes e depois da ignição. Rc=V3/V2 ou Rc= T3/T2 (É válido usar o T só nesse ciclo e nessa etapa 2-3) usa turbina a gás 1) Fluído de trabalho é uma quantidade fixa 2) Não existe admissão nem descarga (ciclo fechado) 3) Ao invés de combustão há uma transf. De calor por uma fonte externa 4) Todas as etapas são reversíveis Rp=P₂/P₁ = P₃/P₄ (as de cima são maiores). Isso ocorre pois o ciclo brayton ocorre com 2 linhas de pressão constante. A Rp é limitada pela máxima temperatura do ciclo que ocorre no final da combustão (Pt 3 do diagrama T-S). Comparável ao Ciclo de Carnot pela alta eficiência, por ser fechado, reversível e por também possuir dois processos isotérmicos. Possui inter-resfriamento, reaquecimento e regeneração para um maior rendimento. • Inter-resfriamento: técnica de resfriar o gás entre os estágios de reduzindo o trabalho necessário na compressão • Reaquecimento: técnica de reaquecer o gás entre os estágios de expansão aumentando o trabalho gerado na expansão • Regeneração: usa-se um regenerador que é um trocador de calor que aproveita o ar quente da saída da turbina (que seria desperdiçado) para pré-aquecer o ar antes de entrar no combustor (Qentra). Por todos esses motivos o Stirling economiza combustível e tem T=cte e V=cte (diferente dos outros). usa turbina a vapor Turbina com um estágio de velocidade e vários de pressão Turbinas com só um estágio de pressão e vários estágios de velocidade. Possui maior eficiência, complexidade e potência Relação entre o trabalho de entrada (bomba) e trabalho produzido (turbina). BWR= h₄-h₃/h₁-h₂ Aumentar a temperatura da caldeira, aumentar a pressão na caldeira com reaquecimento, superaquecimento do vapor, aquecimento regenerativo. Diminuir a pressão no condensador: a pressão que entra no condensador deve ser igual à pressão do vapor saindo da turbina, ou seja, diminuir a pressão no condensador força o vapor a se expandir mais (gerando mais trabalho). Aumentar a temperatura do fluido na caldeira ou diminuir a temperatura do fluido no condensador: basta olhar a fórmula da eficiência ao lado para entender o porquê ambos aumentam a eficiência. 7 Extra 2: -> Sistema hidropneumático de distribuição? -> Estanqueidade: estanque = -> Francis, Kaplan, Pelton = -> Existem três tipos de vaporização: -> Radiador: -> Sistema de esgotamento? -> 3 classes de pressão máxima de serviço do PVC rígido usado em instalações de água fria em prédio? -> Oxigênio nos gases de escape? Válvulas Tipos de fluidos Ideais: Barotrópicos: Compressível: Não newtonianos: Não escorregamento: Escoamento N°de Reynolds e sua fórmula: Laminar: Turbulento: Fórmula Pressão hidrostática: Princípio de Stevin: 2) Princípio da conservação de vazão: explique o conceito. Diga as 2 fórmulas da vazão volumétrica e sua diferença damássica 3) Princípio de pascal: qual o conceito? Observação dos exercícios de macaco hidráulico. Em geral, líquidos e gases são compressíveis ou incompressíveis? 4) Princípio de Bernoulli: explique o conceito e o desenho. Cite a fórmula e quando é zerada? Transcal Lei de Fourier: explique o conceito e fórmula Condutividade térmica (k): Transferência de calor possui 2 regimes: explique e cite a fórmula de um deles e olhe o gráfico Raio crítico para isolamento cilíndrico (ocorre em cilindros): explique o conceito e a fórmula Condução: Convecção: Irradiação (ou radiação): Trocador de calor casco e tubo: Mec Flu é uma conservação de energia (pressão, cinética e potencial) aplicada a fluidos em movimento. Nas constrições a velocidade é maior e pressão menor, já nas aberturas a velocidade é menor e pressão maior. Obs: Bernoulli só é exato se: Fluido é incompressível (ex: água), não viscoso (não perde energia por atrito) e escoamento estacionário (não muda c/ o tempo). P+ρgh+ρv²/2 =constante, a altura irá zerar caso os 2 pontos estejam na mesma altura e caso o fluido esteja parado então v= 0 em um fluido em equilíbrio (parado) e confinado, qualquer aplicação de pressão se transmite igualmente para todos os pontos do fluido e paredes do recipiente. Líquidos em geral são ditos incompressíveis pela pouca capacidade de compressão e gases em geral são ditos compressíveis. OBS: exercícios de macaco hidráulico só dão o diâmetro, porém as áreas são de círculo ou de esfera! Volume deslocado do lado 1 = lado 2, não surge líquido do nada! Mesmo a tubulação engrossando ou afinando a vazão se mantém. Existe a vazão volumétrica (Qv)=A.V e vazão mássica (Qm)=ρ.A.V, ou seja, Qm=ρ.Qv. Outra forma de calcular a vazão volumétrica é Q=V/t (volume/tempo) pressão só depende da altura da coluna de líquido, não do volume, forma ou qtd. P= Po + ρ.g.h; assumem a inexistência de viscosidade. fluidos cuja densidade é uma função apenas da pressão. fluido em que ocorre a mudança de densidade por temperatura e/ou pressão. comportamento de fluxo não segue a lei de viscosidade newtoniana. característica de fluidos viscosos (fluido se move apenas no centro pois a borda em contato com uma superfície sólida não escorrega, ou seja, "gruda") prevê o regime de escoamento (laminar, turbulento ou misto). Re=ρ.V.L/μ, sendo v=vel. do fluido, μ viscosidade dinâmica e L é uma dimensão específica do sistema escoamento ordenado em que as partículas se movem paralelamente (Re4000). Possui um tanque de pressurização que mantém a pressão cte quando a pressão da água da rede é fraca. turbinas hermético Evaporação (lenta e gradual, apenas na superfície quando as moléculas com energia suficiente escapam para a fase gasosa), a ebulição (mais rápida, com formação de bolhas) e a calefação (forçada e muito rápida) reduz a temperatura de um fluido ao transferir a energia térmica desse p/ outro (seja líquido ou gasoso). É o sistema de esgoto. Divide a classe por 2 para saber a pressão máxima. Classe 12 (6 kgf/cm²); Classe 15 (7,5 kgf/cm²); Classe 20 (10 kgf/cm²) Normal transfere calor entre dois fluidos sem misturar (um circula dentro dos tubos e outro no espaço entre os tubos e o casco), ou seja, por condução. Há um trocador de calor casco e tubo com espelho fixo que é mais simples e não possui juntas de vedação interna. Espelhos (ou placas tubulares) fixam as extremidades dos tubos. Não possibilita troca do feixe (conjunto de tubos). A redução da eficiência de trocadores de calor desse tipo ocorre pelo acúmulo de detritos nas superfícies internas e/ou externas dos tubos Transferência de calor por contato direto entre partículas. Transferência de calor por movimento de fluidos (líquido, gás). Ex: ar cond, ventilador. Transferência de calor por ondas eletromagnéticas, sem necessidade de matéria. colocar isolamento térmico diminui a perda de calor para o ambiente, mas se o cano for muito fino, colocar o isolamento pode fazer ele perder ainda mais calor pois aumenta o tamanho do cano, ou seja, aumenta a área externa, que é onde o calor sai. O rc é o tamanho ideal mínimo (cano + isolamento), ou seja, se o raio for > rc então o isolamento começa a ajudar de verdade. rc=k/h, h = coef. de convecção. Permanente/estacionário: Não varia com tempo e possui relação linear TxL (L=posição), é o P2 da foto. Transiente: Varia com tempo e não é linear, Q = mcΔT, sendo Q=qtd de calor, c=calor Específico é influenciada por vários fatores como estado físico (sólido, líquido e gasoso– sólido tem ⬆ K pois os átomos estão muito próximos), temperatura (em muitos materiais, K aumenta com o aumento da temperatura, mas pode ocorrer o oposto). descreve como ocorre a condução de calor em um material Φ =kA(T1−T2)/l, sendo Φ fluxo/transf. De calor, A área de transf., k=condutividade térmica, l= espessura (caso não dê nada l=1) e pode-se colocar um fator de correção multiplicando a sentença kA(T1−T2). 4 2 3 5 1 image5.png image6.png image7.jpeg Microsoft_PowerPoint_Presentation.pptx Fórmula da vazão da bomba de engrenagens =2. , sendo = vazão (mm³/min) = volume deslocado por volta (mm³/volta) = rotação (rpm). A fórmula tem 2 pois são 2 engrenagens. 1º Passo: Calcular o volume deslocado por volta: . 2º Passo: Calcular a vazão: . 3º Passo: Converter para mL/s: como , temos 4º Passo: dividindo por 60 para passar de min p/ segundos, obtém-se . image1.png image2.png image3.png image8.wmf image1.png image2.png image3.png image4.png image15.png Microsoft_PowerPoint_Presentation1.pptx Do lado é _____ e junto (em cima) é ___ OU E 1 2 3 4 5 Solenoide é um acionamento __________. É uma bobina que quando energizada gera um campo magnético que levanta o pistão/ êmbolo abrindo a válvula, como mostrado na figura. Acionamento por piloto interno x Externo: ELÉTRICO Válvula Solenóide Solenóide Acionamento por piloto hidráulico também é chamado de acionamento hidráulico. Piloto pneumático = acionamento pneumático Acionamento direto não possui o triângulo; Muito usado nas válvulas Acionamento por piloto interno: a pressão que aciona a válvula é retirada da própria alimentação da válvula. Ex: uma válvula recebe 6 bar na entrada (P), o próprio 6 bar é desviado internamente para deslocar o carretel. Acionamento por piloto externo: a pressão que aciona o carretel vem de outra linha 1 image6.wmf image7.jpeg image8.png image9.png image10.png image1.png image2.png image3.png image4.png image5.png Microsoft_PowerPoint_Presentation.pptx Rolete quase sempre é usado como válvula de fim de curso, pois o êmbolo do cilindro encosta no rolete ao chegar ao final do movimento. B está incorreta pois como não tem a seta não dá pra saber se é pneumático ou hidráulico 1 image1.png image2.png image3.jpeg image4.png image16.wmf image16.png Microsoft_PowerPoint_Presentation2.pptx A força é um dado "sobrando", pois a vazão depende apenas da área do cilindro, velocidade e curso do pistão. A força só é usada quando a questão pede Força/Pressão desenvolvida ou Dimensionamento do cilindro (como a questão anterior que pedia o diâmetro do cilindro) - IMPORTANTE 1 image1.png image2.png image3.png image4.png Microsoft_PowerPoint_Presentation3.pptx1 image1.png image2.png image3.png image4.png image5.png Microsoft_PowerPoint_Presentation4.pptx 1 image1.png image2.png image3.png image4.png image17.png image9.jpg image18.png Microsoft_PowerPoint_Presentation5.pptx 1 image1.png Microsoft_PowerPoint_Presentation6.pptx Motivo da válvula 2/2 vias não ser usada na prática: se for um circuito hidráulico, a bomba não foi feita para receber diretamente o óleo que retorna do atuador. E, se for pneumático, o compressor não foi feito para receber diretamente o ar que retorna do atuador. Como a fonte do compressor é o ar limpo e abundante da atmosfera, não compensa reaproveitar o ar de retorno do atuador. Por isso, utiliza-se o escape. Pneumática: Como o ar é descarregado na atmosfera, é mais comum haver dois escapes independentes (R e S) no comando de cilindros de dupla ação e apenas um escape no comando de cilindros de simples ação. Hidráulica: Independentemente de comandar cilindros de simples ação ou dupla ação, normalmente há apenas um tanque, pois o óleo não é descarregado para a atmosfera. Ou seja, quando o óleo sai de qualquer uma das câmaras do cilindro, ele retorna para o mesmo tanque. Por isso, basta uma única via de retorno (T). Possibilidades: Simples ação: 3/2 vias Dupla ação: 4/2 ou 5/2 (pneumático) Motivo da válvula 2/2 vias não ser usada na prática Como funciona na vida real o retorno por mola da válvula direcional e retorno por mola do atuador: Válvula direcional: assim que o acionamento é retirado (por exemplo, ao soltar o botão), a mola faz a válvula retornar à posição inicial. Atuador: assim que a pressão do ar ou do óleo deixa de atuar sobre o êmbolo, a mola exerce uma força e realiza o retorno do atuador para a posição inicial. image10.png image11.png image12.png image13.png image14.png image25.png image26.png image27.png Microsoft_PowerPoint_Presentation7.pptx Válvula de escape rápido Válvula reguladora/ redutora de pressão Retenção Pilotada Válvula de sequência Vál. De Retenção Pilotada Reguladora de Pressão (entrada da pressão) (saída p/ o tanque) Vistas de Corte Outra simbologia de Tanque LC= Level Controller (controle de nível). Macete para prova: L = Level (nível) P = Pressure (pressão) T = Temperature (temperatura) F = Flow (vazão) image6.png Microsoft_PowerPoint_Presentation.pptx Os temporizadores pneumáticos são formados pelo trabalho conjunto de outros 3 componentes, são eles: válvula controladora de vazão unidirecional, reservatório e válvula de controle direcional. essa válvula possui 3 orifícios: alimentação, saída e sinal de início. Com a entrada 1 alimentada e com a chegada de ar comprimido no orifício 12 o ar passa pela reguladora de vazão com uma vazão limitada assim inserindo ar comprimido gradativamente ao reservatório. Após um determinado tempo a pressão alcançada no reservatório é suficiente para o acionamento da válvula de controle direcional, sendo assim, possibilitando a passagem de ar comprimido para a saída da válvula. Simbologia circuito Pneumático x Elétrico (Também está no Slide Day 4.1 Slide 8) A questão aborda um circuito eletropneumático. A parte de cima é o circuito pneumático e a de baixo é o circuito elétrico de comando. As letras seguem um padrão: S → Switch (botoeira, chave ou sensor) K → Relé ou contator Y → Solenoide (bobina da válvula) M → Motor H → Sinalização (lâmpada) F → Fusível Q → Disjuntor ou chave geral Obs: Em relação a contagem: contatos de relés (K1 e K2) não são contabilizados pois não são independentes. S2 é um sensor capacitivo (visto no slide anterior) Subentende-se que: S0 é o botão de parada (STOP), pois está logo no início da alimentação e é NF. Isso é uma questão de segurança, pois, se faltar energia, o circuito abre e a máquina para. S1 é o botão de partida (START), pois está logo após o S0 (STOP) e é NA. K1 é dito auxiliar devido a sua função no circuito. Ele foi utilizado, por meio do contato K1, para manter o circuito energizado mesmo após o operador soltar o botão S1 (isso é chamado de selagem), e não para acionar diretamente uma carga de potência. Y1 no circuito elétrico é o atuador (acionamento), já no circuito pneumático é a válvula Simbologia elétrica Válvula Temporizadora Simbologia elétrica x Pneumática image1.png image2.png image3.png image4.png image7.emf image8.png image9.png image10.jpeg image11.gif image12.png image13.png image14.png image1.png image15.png image16.png image2.png image3.png image4.jpeg image5.jpeg image28.png image19.jpg Microsoft_PowerPoint_Presentation8.pptx Perceba que a questão afirma que o acionamento é por solenoide (sendo que há várias possibilidades). Porém a questão está certa uma vez que não afirmou “exclusivamente por solenóide”. Essa banca AMA isso. Simples ação: 3/2 vias Dupla ação: 4/2 ou 5/2 (pneumático) Posicionador -> Um controlador envia um sinal para a válvula, mas antes da válvula pode-se ter um posicionador que recebe o sinal, verifica a posição da haste da válvula e compara para corrigir sua abertura ou fechamento. Ex: o controlador percebe uma queda de pressão e envia um sinal pneumático/elétrico para abrir mais a válvula. O posicionador compara a posição atual da haste da válvula com a posição desejada e corrige até atingir a abertura necessária. O posicionador é acoplado ao atuador da válvula. Dentro da válvula fica o obturador que é responsável por abrir, fechar ou restringir a passagem de fluidos. Booster -> amplifica o sinal pneumático que entra no atuador da válvula para melhorar sua resposta. Às vezes, o sinal é fraco e a válvula demora para se movimentar. Por isso existe o booster, que pega esse pequeno sinal, injeta maior vazão de ar e faz a válvula abrir rapidamente. Volante manual: Funciona como um acionamento auxiliar manual do atuador, ou seja, a válvula continua tendo atuador, mas, se faltar ar ou energia, o operador usa o volante. Acessórios para válvulas: posicionador e Booster Booster Volante manual Na minha opinião, ação direta = ATC (Fail Open) e ação indireta = ATO (Fail Close): A escolha depende diretamente do que o processo deve fazer em caso de falha de ar 🔴 ATC – Ar para Fechar (Fail Open) A válvula fecha com ar aplicado e abre na falha de ar. Indicada quando manter o fluxo é a condição mais segura. 🔵 ATO – Ar para Abrir (Fail Close) A válvula abre com ar aplicado e fecha na falha de ar. Indicada quando isolar o processo é a condição mais segura. A Figura abaixo mostra os símbolos para os atuadores de válvula comuns. Observe que, embora cada um seja mostrado conectado a uma válvula de gaveta, um atuador pode ser conectado a qualquer tipo de corpo da válvula. Se nenhum atuador for mostrado no símbolo de uma válvula, pode-se presumir que a válvula está equipada apenas com um volante para operação manual. Posicionador Simbologia dos atuadores de válvulas de controle Comuns OBS: O atuador de diafragma é mais característico dos sistemas pneumáticos, enquanto o atuador de pistão é mais característico dos sistemas hidráulicos. O atuador de pistão é constituído por cilindro, êmbolo (pistão) e haste. image1.png image2.jpeg image3.jpeg image4.jpeg image5.jpeg image6.png image7.webp image29.jpeg image30.png Microsoft_PowerPoint_Presentation9.pptx Por que, ao elevar igualmente a pressão nas câmaras anterior e posterior de um atuador linear de haste simples, este se movimenta avançando até o final do curso? - Elementos de trabalho: executam esforço (ex: cilindros). - Elementos de sinal: geram sinais (ex: sensores). - Elementos de comando: comandam diretamente o elemento de trabalho (ex: válvula direcional) Elementosde processamento de sinal: modificam, atrasam ou condicionam sinais antes de transmiti-los ao próximo estágio do circuito. É o caso das válvulas temporizadoras, que recebem um sinal (de pressão) e só permite sua passagem após um tempo pré-determinado. No exemplo ao lado o elemento de trabalho é o cilindro e o de comando é a válvula 5/2 (as válvulas 3/2 só pilotam a válvula direcional principal, não realizando o comando direto do atuador) Em circuitos pneumáticos, os elementos são classificados em: trabalho, sinal, comando, processamento de comando e sinal image1.png image2.png image3.gif Microsoft_PowerPoint_Presentation10.pptx Linhas que indicam a natureza da ligação entre os componentes. Linha Significado ────── Linha de processo (fluido do processo) ──//── Linha de sinal pneumático - - - - Linha de sinal elétrico As linhas principal, secundária e de alimentação podem ser confeccionadas em tubo de aço galvanizado ou preto image1.png image2.png Microsoft_PowerPoint_Presentation11.pptx Retenção SEMPRE É AO CONTRÁRIO DO ÓBVIO! Durante o avanço: a câmara da haste está esvaziando; o ar sai passando pelo estrangulador. Durante o recuo: o ar entra na câmara da haste; passa pela retenção, sem estrangulamento. CUIDADO COM A RETENÇÃO PELO AMOR DE JESUS Controla no Avanço e retorno Controla no Avanço 2 vezes Controla no Retorno 2 vezes Uma válvula de retenção pode usar um mecanismo de fechamento, que pode ser (3): ___________________________ Portinhola, esfera ou tampão Portinhola Esfera Tampão image1.png image2.png image3.jpeg image4.jpeg image5.jpeg Microsoft_PowerPoint_Presentation12.pptx I - Válvulas que operam com fluido a alta temperatura não devem conter elastômeros em contato com o fluido. II - Condições severas de estanqueidade aumentam significativamente o custo de uma válvula. Quem estabelece a sequência é o circuito como um todo, mas quem garante que um atuador só entre em funcionamento após outro ter concluído uma etapa é a válvula de sequência, pois ela identifica o momento em que um atuador chega ao fim do curso. Ela é utilizada para garantir que a sequência seja cumprida. Válvula de Sequência: Válvula de Contrabalanço Observações sobre as válvulas em geral (2): Serve para sustentar e controlar cargas suspensas ou verticais, através de uma força contrária, impedindo sua queda descontrolada e garantindo uma descida suave e segura. Se diferencia da redutora de pressão por conta da retenção (não pode deixar a carga suspensa cair) Se diferencia da redutora de pressão por conta do tanque circulado Válvula de Escape Rápido Para o cilindro avançar, o ar que estava na outra câmara precisa sair. O problema é que esse ar de saída faz um caminho longo: Cilindro → válvula direcional → escapamento da válvula → atmosfera. Quanto maior esse caminho, maior a resistência (perda de carga), e mais devagar o ar sai. Se o ar demora a sair, o pistão também demora a se mover. A válvula de escape rápido resolve esse problema pois é instalada bem próxima do cilindro e abre uma saída direta para a atmosfera (a retenção evita que o ar vá até a válvula direcional). O caminho fica: Cilindro → válvula de escape rápido → atmosfera. Exemplo prático abaixo Também chamada de V.E.T, essas válvulas são projetadas para proporcionar vedação completa, ou seja, quando fechadas, não permitem qualquer vazamento do fluido. (Não encontrei imagem, só foi citado 1x) Válvula de Estanqueidade Total Válvula reguladora/controladora de vazão x Válvula proporcional de vazão Quais os 3 métodos de controle de vazão? Válvula reguladora de vazão: depois de regulada manualmente, a abertura permanece constante. Mais fechada → menor vazão e mais aberta → maior vazão (é bem simples). Válvula proporcional de vazão: um sinal elétrico pode variar continuamente a abertura, é muito mais precisa e permite parar em posições intermediárias, além de aceleração e desaceleração suaves. Meter-in → controla a vazão na entrada do atuador. Meter-out → controla a vazão na saída do atuador. Bleed-off → desvia parte da vazão da bomba para o reservatório. Válvula reguladora/controladora de vazão image1.jpeg image2.png image3.png image4.jpeg image20.jpg image21.png image22.png image23.png image24.png image36.png image37.png Microsoft_PowerPoint_Presentation13.pptx Além disso as outras opções (B, C, D, E) não fazem sentido A alternativa B está correta, pois, como há uma válvula de retenção no sentido do recuo do cilindro, o ar, com o Botão B acionado, segue em direção ao motor pneumático. Exercícios Desafiadores image1.png image2.png image3.png image38.jpeg image39.gif image40.jpeg Microsoft_PowerPoint_Presentation14.pptx Direcional do tipo carretel rotativo: o carretel gira em vez de deslizar. O fluido entra por uma conexão central e, conforme o carretel é girado, canais internos conectam diferentes portas da válvula. Direcional do tipo proporcional: ao contrário de uma válvula comum, o carretel pode ficar em qualquer posição intermediária, , controlando, assim, também pressão e vazão, pois o orifício de passagem do óleo aumenta ou diminui conforme a posição do êmbolo. Direcional do tipo esfera (ou retenção de esfera): tem a função de impedir o fluxo em um sentido, permitindo-o em sentido contrário. Válvula direcional de carretel deslizante: O carretel desliza longitudinalmente, é a válvula direcional mais utilizada na indústria. Seu é direcionar o fluxo, e não evitar cavitação. Tipos de Válvula Direcional (rotativa, proporcional, esfera, deslizante): Explique-as No rotativo esse carretel gira e na deslizante esse carretel desliza Carretel Válvula proporcional Válvula tipo esfera Se acionar o solenóide da direita o êmbolo vai para ____________ esquerda image1.jpeg image2.jpeg image3.jpeg image4.png image41.png image31.png Microsoft_PowerPoint_Presentation15.pptx Para que um atuador hidráulico possa parar em qualquer posição do curso, a válvula direcional deve possuir uma posição central, ou seja, um total de 3 posições. Em relação às vias, são 4 vias: P → pressão (bomba); T → tanque; A → uma câmara do cilindro; B → outra câmara do cilindro. Se o circuito fosse pneumático, seria 5/3, pois, em pneumática, é mais comum haver dois escapes independentes. Também existe válvula pneumática 4/3, mas ela é menos comum e raramente é a alternativa esperada em questões. Se fosse pressão na entrada seria: 1 Como pediu pressão na SAÍDA: 2,4 (utilização) image1.png image2.png Microsoft_PowerPoint_Presentation16.pptx Há 3 tipos de purgadores: Mecânicos: Funcionam pela diferença de densidade entre o vapor e o condensado. Termostáticos: Funcionam pela diferença de temperatura entre o vapor e o condensado. Termodinâmicos. Funcionam pela diferença de pressão e velocidade entre o vapor e o condensado. Tipo de purgador Exemplos Mecânicos Bóia, Panela (trabalham com o nível do condensado ) Termostáticos Expansão metálica, Expansão líquida, Expansão balanceada (trabalham com a temperatura) Termodinâmicos Disco (trabalham com movimento ) Quais são os 3 tipos de purgadores? Dê exemplos Qual purgador possui maior capacidade de eliminação do condensado? Dentro O purgador de bóia possui a maior capacidade de eliminação de condensado, pois a bóia sobe conforme o nível de condensado aumenta, abrindo a válvula e promovendo sua descarga contínua. Fora image1.jpg image2.jpg image32.png image33.png image34.png image35.png Microsoft_PowerPoint_Presentation21.pptx image1.png Microsoft_PowerPoint_Presentation22.pptx image1.png Microsoft_PowerPoint_Presentation23.pptx image1.png image45.png image46.png Microsoft_PowerPoint_Presentation17.pptx image1.jpg image42.wmf Microsoft_PowerPoint_Presentation18.pptxBomba Centrífuga Compressor de parafuso: 2 rotores/ engrenagens helicoidais (macho e fêmea) Compressor de lóbulo Compressor Centrífugo Compressor de palheta Compressor Axial Paletas estacionárias image1.png image2.png image3.jpeg image4.jpeg image5.gif image6.jpeg image43.wmf Microsoft_PowerPoint_Presentation19.pptx Curva da bomba Quando a vazão é zero (bomba fechada), a bomba gera a altura máxima (pressão máxima). À medida que a vazão aumenta, a altura cai. Curva do sistema Quanto maior a vazão, mais perda de carga ocorre nas tubulações (por atrito). Ou seja, o sistema "exige" mais altura conforme a vazão cresce. image1.png image2.jpeg image44.wmf Microsoft_PowerPoint_Presentation20.pptx Exceto o por parafuso que tem sensibilidade a variação de viscosidade (3) E diga as características (4) E diga as características Os volumétricos alternativos são os que MAIS VIBRAM por terem ciclos intermitentes (não contínuo) image1.png image52.jpeg Microsoft_PowerPoint_Presentation27.pptx EECA ACEE (One piece) image1.png image47.png Microsoft_PowerPoint_Presentation24.pptx Biela Manivela/virabrequim Biela + manivela Volante do motor Anél Cabeçote image8.png image1.jpeg image2.png image3.png image4.gif image5.png image6.png image7.jpeg image48.wmf Microsoft_PowerPoint_Presentation25.pptx image1.jpg image49.wmf Microsoft_PowerPoint_Presentation26.pptx image1.jpg image50.wmf image51.png Microsoft_PowerPoint_Presentation31.pptx (1-2) Compressão Isentrópica (2-3) Transf. De calor Isobárica (3-4) Expansão Isentrópica (4-1) Transf. De calor Isobárica -> Desenhe o esquema com as numerações e o diagrama P-V e T-S Muda alguma coisa nas fórmulas de eficiência? Como agora é uma turbina (não mais um motor), é válido a seguinte relação: W=Δh e Q= Δh, portanto a fórmula dita antes fica: Entalpia: Energia total de um sistema 1 image1.jpg image2.jpg image57.wmf Microsoft_PowerPoint_Presentation32.pptx (1-2) Compressão Isotérmica (2-3) Transf. De calor Isovolumétrica (3-4) Expansão Isotérmica (4-1) Transf. De calor Isovolumétrica -> Desenhe o diagrama P-V e T-S Motor stirling e suas vantagens (2) e desvantagens (1): É um motor de combustão EXTERNA, não ocorre por ignição no interior de um cilindro. É multicombustível e, com 2 fontes de calor, expande e comprime ciclicamente. Vantagens: Menor poluição, silencioso. Desvantagens: rotação baixa e lenta image1.jpg image58.wmf Microsoft_PowerPoint_Presentation33.pptx Obs: Único que começa com Expansão -> Desenhe o esquema com as numerações e o diagrama T-S (1-2) Expansão Isentrópica (2-3) Transf. De calor Isobárica (3-4) Compressão Isentrópica (4-1) Transf. De calor Isobárica Superaquecimento é 1’-2’ image1.jpg image2.png image59.wmf image53.png Microsoft_PowerPoint_Presentation28.pptx (1-2) Compressão Adiabática (2-3) Expansão Isotérmica (3-4) Expansão Adiabática (4-1) Compressão Isotérmica Adiabática -> Não transfere calor Isentrópico -> entropia constante (Iso + Entrópico) Isotérmico -> Temperatura constante Desenhe o digrama P-V 1 image1.jpg image54.wmf Microsoft_PowerPoint_Presentation29.pptx (1-2) Compressão Isentrópica (2-3) Transf. De Calor Isocórica/Isovolumétrica (3-4) Expansão Isentrópica (4-1) Transf. De Calor Isocórica/Isovolumétrica Cite as 3 fórmulas de eficiência 1) 2) 3) Temperatura ≠ Desenhe o digrama P-V e T-S Calor (Q) Diga a fórmula da taxa de compressão Note que o volume é constante image1.jpg image55.wmf Microsoft_PowerPoint_Presentation30.pptx Desenhe o digrama P-V e T-S (1-2) Compressão Isentrópica (2-3) Transf. De Calor Isobárica (IGNIÇÃO É A ÚNICA DIFERENÇA) (3-4) Expansão Isentrópica (4-1) Transf. De Calor Isocórica/Isovolumétrica image1.jpg image56.wmf image65.png image66.gif image67.png image60.jpeg image61.png image62.png image63.png Microsoft_PowerPoint_Presentation34.pptx Válvula de pé Válvula de diafragma: Válvula borboleta: Válvula de globo: Válvula globo tipo agulha: Válvula de gaveta: Válvulas de esfera: Válvula de comporta/guilhotina: Válvula de segurança x Válvulas redutoras: (fluxo unidirecional): é uma válvula de retenção que impede o contra fluxo e é colocada no início do tubo de sucção da bomba para sempre ficar preenchido, evitando o trabalho a seco, que danifica a bomba. Pode-se usar crivo (filtro) para evitar detritos no fluido. O obturador (contra sede) é o disco. Sede é onde o obturador entra em contato para fazer a vedação. Gaxetas são anéis de vedação. possui um diafragma que regula/fecha o fluxo. Diafragma é uma folha de um material semiflexível ancorada em sua periferia e serve como uma barreira entre duas câmaras, movendo-se para cima ou para baixo. possui um disco giratório no interior que possibilita a regulação/fechamento do fluxo em sistemas de alto fluxo. possui uma haste parcialmente rosqueada que aciona uma contra-sede (tampão ou disco) para regular/fechar o fluxo fecha ou controla o fluxo de forma muito PRECISA em sistemas de baixo fluxo. válvulas de bloqueio que funcionam totalmente abertas ou fechadas. Não é unidirecional igual a válvula de pé. válvula de bloqueio que possui uma esfera no interior. possui obturador no formato de comporta/faca que pode ser abaixado para bloquear o fluxo ou levantado para permitir. de segurança é projetada para abrir quando a pressão excede, já as redutoras controlam a pressão do fluido p/ mantê-lo dentro de uma faixa. Não é para decorar, é só para observar que cada válvula tem um símbolo diferente 1 image5.png image6.png image7.png image8.png image9.webp image1.png image2.png image3.png image4.png image64.wmf