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Aula Inaugural de Hidráulica Profº Gustavo Dias falecomgustavodias@hotmail.com Corredor Q – Sala 04 Universidade Federal do Rio Grande Engenharias Mecânica Disciplina de Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos Conteúdo Dificuldades Comunicação Recursos de Aula Revisão Hidráulica Bibliografia Avaliação Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos Programação Dia Assunto 08/out Aula Inaugural e Princípios Hidráulicos 10/out Óleo Hidráulico 15/out Filtros e Controle de Contaminação 17/out Bombas Hidráulicas 22/out MPU 24/out MPU 29/out Válvulas Reguladoras de Pressão 31/out Válvulas Direcionais 05/nov Válvulas de Controle de Fluxo 07/nov Atuadores Hidráulicos 12/nov Aula Prática 14/nov Acumuladores Hidráulicos 19/nov Prova 1 21/nov Dimensionamento de Cilindros 26/nov Dimensionamento de Reservatórios 28/nov Dimensionamento da Tubulação 03/dez Especificação da Bomba 05/dez Dimensionamento dos Acumuladores 10/dez Aula de Exercícios 12/dez Revisão de Conceitos e Leis dos Gases 17/dez Produção e Distribuição de Ar Comprimido 19/dez Prova 2 14/jan Dimensionamento das Linhas de Ar Comprimido 16/jan Atuadores Pneumáticos 21/jan Válvulas de Comando Pneumáticas 23/jan Válvulas de Comando Eletropneumáticas 28/jan Funções Lógicas 30/jan Métodos Gráficos para o Estudo dos Comandos 04/fev Técnicas para o Comando dos Circuitos Pneumáticos 06/fev Técnicas para o Comando - Método Fim de Curso 11/fev Técnicas para o Comando - Método Cascata 13/fev Linguagem de Programação Ladder 18/fev Prática de Pneutrônica 20/fev Prática de Pneutrônica 25/fev Prova 3 P n e u m á t ic a Programação 2º Semestre SHP H id r á u li c a Avaliação Período Participação 1º Prova 40% do 3º Bimestre 2º Prova 40% do 3º Bimestre 1º Trabalho 20% do 3º Bimestre 3º Prova 80% do 4º Bimestre 2º Trabalho 20% do 4º Bimestre Comunicação • Plataforma Moodle • código: SHP 2013 Professor Email Sala Gustavo falecomgustavodias@hotmail.com Q 04 Recursos de Aula • Apresentações em PPT; • Uso do quadro; • Vídeos didáticos; • Uso do programa Automation Studio; • Uso do programa FluidSim • Identificação de componentes em aula; • Aula Prática de Montagem de Circuitos. Dificuldades • Utilização das bancadas didáticas do IFSUL; • Software em versão demo; • Atualizar a bancada pneumática do LabSis; • Acertar o horário da aula. (15:10 às 16:50) Bibliografia Utilizada Tecnologia Hidráulica Industrial, Parker. Fundamentos de Sistemas Hidráulicos, Irlan Von Linsinger. Automação Hidráulica, Arivelto Bustamante Fº Planejamento e Projeto de Sistemas de Força Hidráulica, Bosh Rexroth. • Automação Pneumática, Arivelto Bustamante Fialho. • Automação Pneumática, Adriano Almeida Santos e Antônio Ferreira da Silva. • Automação Industrial: Pneumática Teoria e Aplicações, Francesco Prudente. • Tecnologia Pneumática Industrial, Parker. Bibliografia Utilizada Revisão Sistemas Geração Transmissão Controle Aplicação Pascal Pressão e Força Unidades Adotadas Manômetros Conservação de Energia Trabalho Energia Vazão Escoamento Laminar Turbulento Transmissão Hidráulica Moléculas Agrupadas Compactas Energia Molecular Força Unidirecional Força Multidirecional Características do Sistema Hidráulico - Precisão em paradas e inversões - Controle de velocidade eficiente - Auto lubrificante - Boa relação peso/ Potência - Seguridade contra sobrecargas Sistema de Controle Sistema Gerador Sistema de Aplicação Diagrama de Blocos dos Sistemas Gerador - Bombas - Reservatórios - Motores - Acumuladores - Filtros Transmissão - Mangueiras - Tubulações - Engates Controle - Válvulas - Direcionais - Pressão - Vazão - Alívio Aplicação - Cilindros - Motores - Osciladores Exemplo de Sistema Industrial Princípio de Pascal Bramah desenvolveu a 1ª prensa em 1795. Pressão idêntica nas distintas direções. Direção da força perpendicular a superfície que a contém. Forças iguais em áreas iguais. Fluido como facilitador do trabalho. Sabe-se que ℙ = 𝔽 ∕ 𝔸 Aplicação do Princípio Pascal Supondo área da rolha 1cm². Aplicando 10kgf nesta rolha. Temos 10kgf em cada cm² da garrafa. Considerando um fundo de área 20cm². Teremos uma força de ? Aplicada no fundo. * Considerando garrafa cheia de fluído incompressível. 200kgf Conservação de Energia - Se num sistema hidráulico há elevação de força então há incremento de energia? Não, o que ganha-se em força perde-se em deslocamento. 𝐻𝑃 = 𝐹[𝑁].𝑑[𝑚] 𝑇[𝑠] .745 Conservação de Energia Princípio de Bernoulli: Q = K ∑ (Ec Ep) = K Ø↓ V↑ Ec↑ P↓ Sendo Quando Logo Exemplos de Aplicação Fluxo Paralelo Exemplo de Aplicação Exemplos de Aplicação Fluxo Série Escalas de Pressão 1dm 1dm 10dm Experimento de Torricelli - Sendo 1dm³ - 1l – 1kg de água. - Temos 10kg na base da coluna com 10dm de altura. - Como em 1dm² tem-se 100cm². - Pode-se afirmar que temos 10kg/100cm². - Logo a pressão na base é 0,1kg/cm² da coluna com 10dm de água. Pressão Atmosférica - Pressão do ar devido ao seu peso que ao nível do mar é 1kg/cm², ou seja, 1atm. Escala Barométrica - Verificado por Torricelli através de um tubo de mercúrio invertido; - A coluna de mercúrio sustentada ao nível do mar é 76cm. Escalas de Pressão Patm Escalas de Pressão Pressão Manométrica 20,60 1520 2 1 29,4 14,7 Pressão Atmosférica 10,30 760 1 0 14,7 0 6,8 500 0,68 -0,34 10 -5 Pressão de vácuo Vácuo Absoluto PSI (lbf/in²) Comparação entre Escalas de Pressão PSI Abs (lbf/in²) MCA mmHg kgf/cm² Absoluto kgf/cm² Tabela de Conversão Medição de Pressão Manômetro de Bourdon “A elevação da pressão na linha percorre o tubo interno o qual, devido a variação da seção, se deflexiona e movimenta o ponteiro” . Medição de Pressão Manômetro de Núcleo Móvel Fluxo • Quem transmite força é a pressão. • Logo a bomba dá movimento ao fluido. • A geração de pressão se dá pela resistência que o fluido recebe ao passar pela tubulação. Velocidade • Tempo que as partículas levam para passar por determinada distância.[m/s] Vazão • Medida do volume do fluido que passa num determinado tempo.[l/min] Vazão e Velocidade Vazão (Q): volume deslocado por unidade de tempo.(l/min. gpm)”. Com Ø↑ preciso ↓V Com Ø↓ preciso ↑V “ Para encher um tanque de 20l num mesmo período...” A velocidade é inversamente proporcional ao quadrado do Ø interno. Medição de Vazão Escoamento Laminar Escoamento Turbulento Placa de Orifícios Tipos de Escoamento - Unidirecional. - Moléculas movimentando-se em camadas. - Re ≤ 2000 - Componentes transversais. - Moléculas movimentando-se em vórtices. - Re ≥ 3000 Reynolds: “ Relaciona forças de inércia com forças viscosas”. Velocidade do Fluido Diâmetro da Tubulação Viscosidade Cinemática Viscosidade dinâmica Massa específica do fluido. Obrigado! Prof°. Gustavo Dias falecomgustavodias@hotmail.com Corredor Q Sala 04
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