Alunos-05 Máquinas Hidráulicas

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Hidráulica
Máquinas hidráulicas
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� Motrizes � Geratrizes
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� Motrizes � Geratrizes 
� Transformam energia hidráulica em trabalho mecânico;
� Se destinam a acionar outras máquinas, principalmente 
geradores de energia elétrica;
� Turbinas hidráulicas;
� Rodas hidráulicas ou rodas d’água.
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� Turbinas hidráulicas: o escoamento da água se dá em 
canais formados por pás curvas, dispostas 
simetricamente em torno de um eixo móvel e que 
constituem o rotor.
� Motrizes � Geratrizes 
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� Rodas hidráulicas ou rodas d’água: a água 
escoando em canais especiais ou despejadas em 
cubas.
� Motrizes � Geratrizes 
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� Recebem o trabalho mecânico, geralmente fornecido por 
uma máquina motriz, e o transforma em energia 
hidráulica.
� Pertencem a essa categoria todas as bombas 
hidráulicas.
� Motrizes � Geratrizes
Hidráulica
Bombas hidráulicas
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● Bombas são máquinas geratrizes com a finalidade 
de realizar o deslocamento de um líquido em um 
escoamento.
● Transforma o trabalho mecânico que recebe para 
seu funcionamento em energia.
● O deslocamento (vazão) é o volume de fluido 
transferido durante uma rotação. 
� Pode ser expresso em centímetros cúbicos por rotação, 
l/min, etc.
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● As bombas são classificadas de acordo com:
� a transformação do trabalho em energia hidráulica,
� a maneira de ceder essa energia ao líquido, aumentado 
sua resistência a pressão e/ou sua velocidade,
� e pela máxima capacidade de pressão de operação.
● Bombas de deslocamento positivo – bombas 
hidrostáticas;
● Bombas de deslocamento não positivo - bombas 
hidrodinâmicas ou turbobombas.
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● Possuem uma ou mais câmaras e, em seu interior, o 
movimento de um propulsor transmite energia de 
pressão ao líquido, provocando seu escoamento. 
● Promove o movimento do fluido isolando uma 
quantidade de volume do mesmo e aplicando força 
deslocando-o para o bocal de descarga. 
� Também são conhecidas como bombas volumétricas. 
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Uma bomba de deslocamento positivo pode ser classificada em Alternativas e Rotativas:
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Uma bomba de deslocamento positivo pode ser classificada em Alternativas e Rotativas:
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● Nas bombas alternativas o líquido recebe a ação das forças 
diretamente de um pistão ou êmbolo ou de uma membrana flexível 
(diafragma).
● Podem ser acionadas pela ação do vapor, por motores elétricos ou 
por motores de combustão interna.
Bomba alternativa 
de êmbolo
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● Nas bombas rotativas o líquido recebe a ação de forças 
provenientes de uma ou mais peças dotadas de movimento de 
rotação que, devido a energia de pressão, provocam seu 
movimento.
● A vazão e a pressão do líquido bombeado sofrem pequenas 
variações quando a rotação é constante.
Bomba rotativa de engrenagem
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● Turbobombas: caracterizadas por possuírem um componente 
rotatório dotado de pás (rotor) que exerce sobre o líquido forças 
que resultam da aceleração que lhe imprime.
● Fornecem, continuamente, a energia ao fluido que escoa pelo 
interior dos elementos da bomba.
Rotores fechados
Rotores abertos
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● Há diversos tipos de bombas hidrodinâmicas, como: 
�bombas centrífugas, 
�bombas de fluxo misto, 
�bombas axiais, ...
●Suas principais características são: 
�Adição contínua de energia ao fluido,
�Conversão da energia transferida em energia cinética (um aumento da 
velocidade),
�Conversão da velocidade adquirida em um aumento de pressão.
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● Bomba centrífuga ou radial
� Usadas no bombeamento de água limpa, água do mar, óleos 
para pressões de até 16 kgf/cm2 e temperaturas de até 140°C. A 
vazão pode variar de 5 a 500 l/s.
● Bomba helicoidal
� Utilizadas para grandes descargas e pequenas e médias alturas 
de elevação.
● Bomba axial ou propulsora
� Utilizadas para grandes descargas e grandes alturas de 
elevação.
Hidráulica
Atuadores
Atuadores hidráulicos
● O atuador é o componente de trabalho, ou seja, converte a 
energia de trabalho em energia mecânica.
● O tipo do trabalho a ser realizado e a energia necessária 
determinarão as características dos atuadores (motor ou cilindro) 
a serem utilizados.
Atuadores Lineares - Cilindros
Pistão
Haste
Camisa (tubo)
Tipos de Cilindros
Cilindro de simples ação 
Tipos de Cilindros
Cilindro de simples ação e retorno por mola
Tipos de Cilindros
Cilindro de dupla ação
Tipos de Cilindros
Cilindro de múltiplo estágio
Dimensionando atuadores hidráulicos
● Pressão de trabalho
� A pressão de trabalho pode ser estimada pela pressão 
nominal menos uma perda de carga estimada em 15%:
NNt PPP 15,0−=
Classificação
Pressão Nominal
bar psi
Sistemas de baixa pressão 0 a 14 0 a 203,10
Sistemas de média pressão 14 a 35 203,10 a 507,76
Sistemas de média-alta pressão 35 a 84 507,76 a 1218,68
Sistemas de alta pressão 84 a 210 1218,68 a 3046,62
Sistemas de extra-alta pressão Acima de 210 Acima de 3046,62
Dimensionando atuadores hidráulicos
● Área da Coroa
� É obtida pela diferença entre as áreas comerciais do pistão 
e da haste:
hpc AAA −=
( )22
4 hp
DDAc −=
pi
pi
pi
h
h
p
p
AD
A
D
4
4
=
=
c
p
A
A
r =