FNA FUNDAMENTOS PNEUMÁTICA

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Nome: José Mesquita Azevedo Gomes 
Disciplina: FNA
Turma: N1/ 2TA
Data: 28/07/2020
INTRODUÇÃO
 
O primeiro homem que se interessou pela Pneumática, isto é, pelo emprego do ar comprimido como meio auxiliar de trabalho, foi o grego Ktesibios. Dos antigos gregos provém a palavra “pneuma” que significa fôlego, vento e, filosoficamente, alma. Derivado da palavra “pneuma”, surgiu, entre outros, o conceito de Pneumática: 
 
o estudo dos movimentos dos gases e fenômeno dos gases 
Hoje, com o avanço tecnológico dos sistemas de automação da manufatura, a Pneumática é utilizada em larga escala em células automáticas de produção, na industria gráfica, têxtil, de embalagem, alimentícia, farmacêutica, aeronáutica, de extração mineral, construção civil, em processos contínuos de produção, enfim, em praticamente todos os tipos de máquinas, equipamentos e dispositivos industriais e automotivos.
 
CARACTERÍSTICAS DE UTILIZAÇÃO DO AR COMPRIMIDO 
Entende-se como ar comprimido o próprio ar atmosférico, o qual respiramos, compactado por meios mecânicos, confinado em um reservatório, a uma determinada pressão. 
 
Vantagens e desvantagens no uso do ar comprimido 
 O ar a ser comprimido faz parte de nosso ambiente e se encontra em grande quantidade na atmosfera. Como o ar comprimido é normalmente acondicionado em reservatórios ou vasos de pressão, seu transporte ou distribuição é muito fácil de ser realizada, mesmo para distâncias consideravelmente grandes, o que permite que o ar possa ser utilizado a qualquer momento que se queira.
 
Embora vantajoso, o ar comprimido é um elemento energético relativamente caro, considerando-se que sua produção, armazenamento e distribuição pelas máquinas e dispositivos, têm um alto custo.
 
DESVANTAGENS. 
 
· não é possível manter uniforme e constante a velocidade dos atuadores pneumáticos; 
 · o escape de ar para a atmosfera gera muito ruído, o que obriga o uso de silenciadores. 
 
Rentabilidade do ar comprimido 
 
Para o cálculo da rentabilidade real do ar comprimido, devem ser considerados não somente os custos de produção como, também, os investimentos necessários para que o equipamento passe a produzir em ritmo econômico, em razão da automatização, barateando o produto. 
 
Escape de ar 
 
Os custos do ar comprimido podem crescer consideravelmente quando ocorrer vazamentos na rede distribuidora. Para saber qual o volume de ar perdido com um vazamento, é preciso consultar o diagrama de escape de ar, apresentado a seguir. 
Por meio desse diagrama, pode-se determinar facilmente o volume de ar que pode escapar por um abertura, a uma determinada pressão, conhecendo-se as dimensões do orifício de vazamento e a pressão do ar comprimido.
 
O diagrama indica a perda da vazão do ar pela abertura em m³/min.
EXEMPLO. 
Ao constatar irregularidade no funcionamento de uma linha de produção, acionada a ar comprimido, verificou-se que havia um vazamento na tubulação. 
Foram levantados, então, a pressão do ar e o diâmetro do furo na tubulação. 
Tendo o furo 3,5 mm de diâmetro e sendo a pressão de 6 bar, na região do vazamento, o diagrama de escape de ar indica uma vazão de 0,5 m3/min, ou seja, 0,5 m³ de ar comprimido vazando a cada minuto. Em uma hora são perdidos 0,5 . 60 = 30 m3 ou 30.000 litros de ar comprimido. 
 
FUNDAMENTOS DAS LEIS FÍSICAS DOS GASES. 
A superfície da terra está permanentemente envolvida por uma camada de ar. Essa massa gasosa é denominada de atmosfera e tem a seguinte composição aproximada:
· 78% de nitrogênio
· 22% de oxigênio 
 
Além disso, o ar contém vestígios de dióxido de carbono, argônio, hidrogênio, neônio, hélio, criptônio, xenônio, monóxido de carbono e partículas sólidas em suspensão. 
Para melhor compreender as leis e as condições do ar, devemos primeiramente considerar as grandezas físicas e sua classificação em sistemas de medidas. 
 
Sistemas de medida de grandezas físicas
 
Em nosso país adotamos as unidades de medida do Sistema Internacional (SI), mas é comum, tanto no Brasil como em outros países, o uso de unidades que não pertencem ao SI, especialmente em disciplinas instrumentais como Hidráulica, Refrigeração, Pneumática, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Grandezas físicas, unidades e seus símbolos.
No quadro a seguir, são apresentadas algumas grandezas físicas que são importantes no estudo da Pneumática
Força e Pressão
 
 
Em Pneumática, força e pressão são grandezas físicas muito importantes. 
 
Força ►é um agente capaz de deformar (efeito estático) ou acelerar (efeito dinâmico) um corpo. 
Pressão ►dá-se o nome de pressão ao quociente da divisão do módulo (intensidade) de uma força pela área onde ela atua.
Para compreender a diferença entre força ou pressão, vamos analisar o exemplo a seguir. Vamos considerar um peso de 10 N suspenso por um gancho.
O peso exerce, sobre o gancho, uma força de 10 N, em um ponto bem determinado.
 
Relação entre unidades de força
 
 1 N Ö 105 dyn
 1 kgf Ö 9,81 N
 1 kgf Ö 981.000 dyn
 
 Para cálculos aproximados, consideramos 1 kgf @ 10 N
 
As unidades de pressão mais utilizadas são:
 · atm,
· bar,
· kgf / cm2 ,
· lb / pol2 (Pounds Square Inch = PSI),
· cm Hg.
 
Para cálculos aproximados 1 atm = 1 bar = 1 kgf /cm2 = 14,7 lb/pol² (PSI) = 76 cm Hg
 
1 atm = 76 cm Hg
 
 
 
Equivalência entre unidades de pressão
 
 
	 
Pressão
	 
ba
(dyn/cm2)
	 
Pa
(Nm2)
	 
atm
	 
bar
	 
atm
(kp/cm2)
	 
Torr
(mm de Hg)
	metro da coluna de água
	1 ba
(dyn/cm2)
	 
1
	 
0,1
	 
-6
(0,987x10 )
	 
-6
10
	 
-5
0,102x10
	 
-4
7,5x10
	 
10,2x10-6
	1Pa
(N/m2)
	 
10
	 
1
	 
-5
9,87x10
	 
-5
10
	 
-4
0,102x10
	 
-3
7,5x10
	 
10,2x10-6
	1 atm
	1,013x10-
	1,013x10-5
	1
	1,013
	1,033
	760
	10,33
	1 bar
	106105
	0,987
	1
	1,02
	750
	10,2
	1 atm
(kp/cm2)
	 
5
9,81x10
	 
4
9,81x10
	 
0,968
	 
0,981
	 
1
	 
736
	 
10
	1 Torr
(mm de Hg)
	 
3
1,33x10
	 
133
	 
-3
1,31x10
	 
-3
1,36x10
	 
-3
1,36x10
	 
1
	 
13,6x10-3
	1m da coluna de água
	 
9,81x104
	 
9,81x103
	 
9,68x10-2
	 
9,81x10-2
	 
0,1
	 
73,6
	 
1
 
 Portanto, em termos de pressão absoluta, é necessário somar mais uma atmosfera (1atm) ao valor indicado no manômetro.
 
 
Exemplo:
 
 
O manômetro indica:
 
 
Pressão relativa Pressão absoluta
 
 
3 atm 3 atm + 1 = 4 atm
 
 
8 bar 8 bar + 1 = 9 bar
 
 
5 kgf / cm2 5 kgf / cm² + 1 = 6 kgf / cm²
 
 
2 PSI 2 PSI + 1 atm (14,7 PSI) = 16,7 PSI
 
 
Para o estudo das características físicas de um gás temos de considerar:
 
 
· Volume (V)
· Pressão (P) variáveis de estado
· Temperatura (T)
 
 Transformações gasosas são as variações de volume, pressão e temperatura sofridas por uma determinada massa gasosa.
Escalas de temperatura
 
 
No estudo dos gases, a temperatura é expressa em kelvins, também conhecida como escala de temperatura absoluta.
As escala de temperatura mais usadas são: 
Celsius C), 
 Fahrenheit (F) e 
Kelvin (K)Observe as diferenças entre as escalas representadas nas figuras a seguir:
100 °C 212 °F 373 K Temperatura de vaporização da água
 
 
t °C t °F t K
 
 
0 °C 32 °F 273 K Temperatura de congelamento da água 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Faça leitura do texto acima e responda as questões a seguir:
 
1. Como podemos classificar a energia que alimenta uma instalação pneumática (a), e onde onde captamos(b)?.
 
a) Ar Comprimido 
 
b) se encontra em grande quantidade na atmosfera. 
 
 
2. Quem foi o precursor da pneumática, e onde surgiu?
 
a) foi o grego Ktesibios percurso
b) Grécia 
 
3. Cite pelo menos cinco setor da economia, que utiliza o ar comprimido em larga escala.
 a)Extração Mineral
 b) Construção Civil
 c)Farmacêutica 
 d)Indústria Gráfica 
 e)Indústria de Embalagem 
 
4. Cite uma vantagem e uma desvantagem do ar comprimido.
 
Vantagem: Como o ar comprimido é normalmente acondicionado em reservatórios ou vasos de pressão, seu transporte ou distribuição é muito fácil de ser realizada 
Desvantagem: o ar comprimido é um elemento energético relativamente caro, considerando-se que sua produção, armazenamento e distribuição pelas máquinas e dispositivos, têm um alto custo.
5. Para saber qual o volume de ar perdido com um vazamento, utilizando um tubo flexível com ᶲ3,5 e ᶲ6.
Consultar diagrama de escape de ar e preencher tabela.
 
	Diâmetro do orifício (mm)
	(exemplo) ᶲ3,5
	 
ᶲ6
	2 bar
	0,2 m³/mm
	0,6 m³/mm
	4 bar
	0,38 m³/mm
	1,0 m³/mm
	6 bar
	 0,5 m³/mm
	1,4 m³/mm
 
6. Qual é a composição aproximada da Atmosfera?
a. 78% de Nitrogênio 
b. 22% de Oxigênio 
 
7. No Sistema Internacional (SI), temos que a relação entre unidade de força é:
1N = 105 dyn (dina)
1Kgf @ 10N
1Kgf=105 dyn (dina)
 No equipamento pneumático será aplicado uma força de 100N, preencher a tabela
 no sistema (SI), ( MK*S) e (CGS)
 
	 
	SI
	MK*S
	CGS
	F=50 N
	100 N
	10 Kgf
	1005 dyn
	
	
	
	
	
	
	
	
 
 
8. Em Pneumática, força e pressão são grandezas físicas muito importantes. 
 Faça leitura no texto de (Força e Pressão), em seguida defina cada uma delas.
 Força► é um agente capaz de deformar ou acelerar um corpo. 
 Pressão► é o quociente da divisão do módulo (intensidade) de uma força pela área onde ela atua.