Dimensionamento de sistema pneumático de oficina

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Universidade Estácio De Sá
Faculdade de Engenharia Mecânica
Dimensionamento de sistema hidráulico pneumático / eletropneumático
Alunos:
Pablo Lima Araújo 201301430552
Marco Davim
Felipe Da Silva Ferreira 201307053181
Turma: 3002
Professor: Leonardo S Azevedo
Disciplina: CCE 0353 Sistemas hidráulicos / pneumáticos
14/11/2017
Índice
Introdução
Característica do sistema pneumático
Ferramentas utilizadas
Componentes do Sistema
Dimensionamento das linhas de alimentação
Introdução
Este trabalho tem como intuito fixar os conceitos de sistemas hidráulicos e pneumáticos. Através de estudos de tabelas e cálculos de dimensionamento dos sistemas pneumáticos. O trabalho diz respeito a dimensionar um sistema pneumático que atenda as demandas de uma oficina mecânica, a qual as características foram previamente definidas pelo professor. 
Características do Sistema pneumático
Desenvolver uma rede e um sistema pneumático para atender a demanda abaixo:
Vazão de 200 m³/h
Pressão de 10 bar
Queda de pressão de 0,1 bar
Um conjunto de ferramentas para cada ponto com automóvel para reparo
No mínimo, três pontos de AC para cada estação de trabalho
Dimensões do ambiente (15x27m)
A casa de máquinas deverá ser estabelecida no ambiente (deposito) (9x6m)
Ferramentas Utilizadas 
	Ferramenta
	Pressão (BAR)
	Vazão (L/s)
	Parafusadeira
	5
	5,5
	Esmerilhadeira
	5
	6
	Chave de impacto
	6
	9
	Furadeira
	6
	8,5
	Lixadeira
	7
	10
	Sistema (prensa)
	10
	5
OBS: No dimensionamento do sistema a pressão que foi usada como referência foi a da prensa, pois possui a maior pressão dentre as ferramentas citadas acima. Portanto todo ponto de acesso deve conseguir suprir tal pressão.
Componentes do sistema da casa de máquinas
Compressor de êmbolo (Para vazão de 200m³/h e pressão de 10bar).
Resfriador posterior
Purgador 
Registro
Secador 
Dreno
Linha principal (troncos)
Derivação
Reservatório
Válvula de segurança
Manômetro
Separador de condensados
Saída de água
Dimensionamento da rede de distribuição
Antes de proceder ao dimensionamento da rede, com relação ao diâmetro, perdas de carga, tratamento do dar, etc..., é necessário estabelecer quais pontos de alimentação deverão existir. A distribuição da rede de alimentação será ao redor da oficina passando por trás dos pontos de alimentação e com isso não atrapalhando o fluxo de pessoas e de veículos na oficina. Será utilizado o tipo de circuito fechado, pois o mesmo é o mais utilizado na indústria devido a facilidade de instalação de novos pontos de consumo ainda não previstos, bem como possibilita que todos os pontos sejam alimentados de modo uniforme, uma vez que o ar flui nos dois sentidos.
Dimensionamento da linha principal (Tronco)
Para o dimensionamento é necessário o conhecimento de alguns fatores que já foram dados em capítulos anteriores como, volume de ar corrente (vazão), comprimento total da linha de tronco, queda de pressão admissível, número de pontos de estrangulamento e pressão do regime. 
Dados:
Vazão = 200 m³/h (Q)
Pressão do regime = 10 bar (P) 
Queda de pressão = 0,1 bar (∆p)
Comprimento equivalente = 84m (Lt)
Número de pontos de estrangulamento = ?
O dimensionamento pode ser calculado por duas formas, por fórmula e por preenchimento de um nomogramo. Primeiramente será calculado pela fórmula abaixo:
Aplicando os valores na formula acima chegamos ao valor de aproximadamente 40 mm (2”) para o diâmetro referencial.
Para calcular o diâmetro final da tubulação deve se somar os comprimentos equivalentes das singularidades que compõem a tubulação como cotovelos, válvulas, etc. 
	Singularidade
	QTD
	Comprimento equivalente (mm)
	Total (mm)
	Te roscado 2"
	5
	58,42
	292,1
	Válvula gaveta 2"
	6
	11,684
	70,104
	Cotovelo (90°) 2"
	3
	66,04
	198,12
	
	
	Total
	560,324
Somando o comprimento equivalente das singularidades com o comprimento da tubulação se pode obter o diâmetro final da linha principal.
	
	
	
 
	Comprimento
Tubulação(m)
	Comprimento
Equivalente(m)
	Total
	84
	0,560324
	84,560324
Chegando assim ao valor de 84,56m
Aplicando a fórmula usada anteriormente e substituindo o valor do comprimento da tubulação pelo comprimento equivalente chegamos ao valor do diâmetro final da tubulação.
D =10*(((1,66785*10^-3)*(200^1,85)*(84,56))^1/5)
D = 40 mm ~ 1,57 in aproximadamente D = 2”
Dimensionamento das linhas secundárias
Para o dimensionamento das linhas secundárias são necessários os mesmos dados que foram usados na linha primária, com a exceção do comprimento equivalente que deve ser calculado devido às novas singularidades que as linhas possuem e a vazão deve ser dividida pelos números de linhas secundárias que o sistema possui. 
Dados:
Vazão = 200 m³/h (Q)
Pressão do regime = 10 bar (P) 
Queda de pressão = 0,1 bar (∆p)
Comprimento da linha = 10 m (Lt)
Número de pontos de estrangulamento = 
Número de linhas = 5
Primeiro, divide-se a vazão pelo número de linhas. 
Q = 200 / 5
Q = 40 m³/h
Segundo, o diâmetro de referência.
D = 10*(((1,66785*10^-3)*(40^1,85)*(10))^1/5)
D = 30,61mm; aproximadamente D = 11/2”
	Singularidade
	QTD
	Comprimento equivalente (mm)
	Total (mm)
	Válvula gaveta 11/2”
	1
	4,31
	4,31
	Te fluxo em linha 11/2"
	1
	13,20
	13,20
	
	
	
	
	
	
	Total
	17,51mm
Aplicando esse valor na fórmula anterior o diâmetro aproximado da tubulação continua sendo de 11/2”.
Sistema eletropneumático da Prensa
O sistema de prensa é composto por três cilindros que não atuam ao mesmo tempo, devido a isso há a necessidade de representar o sistema que a faz funcionar. Os componentes que compõem o sistema são:
Oito válvulas com três vias e duas posições;
Nove válvulas de simultaneidade (com acionamento mecânico e retorno por mola)
Seis válvulas “Ou”
Seis válvulas com três vias e duas posições (pilotadas)
Três válvulas com cinco vias e duas posições (Pilotadas)
Três atuadores pneumáticos de dupla ação
Anexos
Figura 1Escolha do diâmetro da linha principal
Figura 2Determinação do Diâmetro da linha secundária
Figura 3Tabela para definição do Comprimento Equivalente
Figura 4Tabela para escolha do compressor
Figura 5 Representação do sistema da prensa
Figura 6Prensa Pneumática
Figura 7Sistema eletropneumático da prensa