FATEC PIRACICABA “Dep. Roque Trevisan”

Aula 5

Hidráulica e Pneumática

Ariel Ton Tecnólogo em Biocombustíveis

Piracicaba , 22 de Março de 2013

AUTOMAÇÃO INDUTRIAL EM BIOPROCESSOS

NAS ÚLTIMAS AULAS............

• Conceitos e grandezas elétricas • Tensão • Corrente • Potência • Frequência

• Motores Elétricos

Funcionamento e seus tipos

• Comandos Elétricos Definições, divisões e características

HIDRÁULICA E PNEUMÁTICA

HIDRÁULICA

A palavra hidráulica provém do grego "hydra", que significa água, e "aulas", que significa cano. A Hidráulica consiste no estudo das características e usos dos fluidos confinados.

HIDRÁULICA

A palavra hidráulica provém do grego "hydra", que significa água, e "aulas", que significa cano. A Hidráulica consiste no estudo das características e usos dos fluidos confinados.

PNEUMÁTICA

Dos antigos gregos provem a expressão "PNEUMA" que significa fôlego, vento e, filosoficamente, a alma. Derivando da palavra "PNEUMA", surgiu, entre outros, o conceito de "PNEUMÁTICA" ciência que estuda o movimento dos gases e fenômenos dos gases.

HIDRÁULICA VS PNEUMÁTICA

PNEUMÁTICA

1) - Incremento da produção com investimento relativamente

pequeno.

2) - Redução dos custos operacionais.

3) - Robustez dos componentes pneumáticos.

4) - Facilidade de implantação.

5) - Resistência a ambientes hostis.

6) - Simplicidade de manipulação.

7) - Segurança.

8) - Redução do número de acidentes.

Vantagens

PNEUMÁTICA

1) - O ar comprimido necessita de uma boa preparação para realizar o trabalho proposto: remoção de impurezas, eliminação de umidade para evitar corrosão nos equipamentos, engates ou travamentos e maiores desgastes nas partes móveis do sistema. 2) - Os componentes pneumáticos são normalmente projetados e utilizados a uma pressão máxima de 1723,6 kPa. Portanto, as forças envolvidas são pequenas se comparadas a outros 3) - Velocidades muito baixas são difíceis de ser obtidas com o ar comprimido devido às suas propriedades físicas. 4) - O ar é um fluido altamente compressível, portanto, é impossível se obterem paradas intermediárias e velocidades uniformes. 5) - O ar comprimido é um poluidor sonoro quando são efetuadas exaustões para a atmosfera.

Desvantagens

PNEUMÁTICA

Compressibilidade

Características do ar comprimido

PNEUMÁTICA

Elasticidade

Características do ar comprimido

PNEUMÁTICA

Elasticidade

Características do ar comprimido

PNEUMÁTICA

Difusibilidade

Características do ar comprimido

PNEUMÁTICA

Expansibilidade

Características do ar comprimido

PNEUMÁTICA

Força: É toda causa capaz de modificar o estado de movimento ou causar deformações. É uma grandeza vetorial, e para ser caracterizada devemos conhecer sua intensidade, sentido e direção. Pressão: quando o ar ocupa um recipiente exerce sobre suas paredes uma força igual em todos os sentidos e direções. Ao se chocarem as moléculas produzem um tipo de bombardeio sobre essas paredes, gerando assim um pressão. Vazão: quantidade de fluido que passa através de uma tubulação durante um determinado intervalo de tempo. (Q = V/ t).

Definições

PNEUMÁTICA

Definições

PNEUMÁTICA

Lei de Pascal

"A pressão exercida em um líquido confinado em forma estática atua em todos os sentidos e direções, com a mesma intensidade, exercendo forças iguais em áreas iguais".

PNEUMÁTICA

Lei de Pascal

PNEUMÁTICA

Princípio da Multiplicação de Forças

PNEUMÁTICA

Instalação(rede)

PNEUMÁTICA

Instalação(rede)

PNEUMÁTICA

Instalação(rede)

Filtro de entrada

Compressor de ar

Reservatório de ar

Secador de ar

Unidade de conservação de ar

Pontos de drenagem

PNEUMÁTICA

Instalação(rede)

A presença de água condensada nas linhas de ar, causada pela diminuição de temperatura, terá como consequências:

Oxidação da tubulação e componentes pneumáticos.

Dissolução da película lubrificante existente entre as duas superfícies que estão em contato, acarretando desgaste prematuro e reduzindo a vida útil das peças, válvulas, cilindros, etc.

Baixo rendimento da produção de peças.

Arraste de partículas sólidas que prejudicarão o funcionamento dos componentes pneumáticos.

Aumento do índice de manutenção

Impossibilidade da aplicação em equipamentos de pulverização.

PNEUMÁTICA

Filtro de Ar

PNEUMÁTICA

Secador de Ar

PNEUMÁTICA

Compressores

Definição

Compressores são máquinas destinadas a elevar a pressão de um certo volume de ar, admitido nas condições atmosféricas, até uma determinada pressão, exigida na execução dos trabalhos realizados pelo ar comprimido.

PNEUMÁTICA

Compressores

Princípio de Funcionamento

Deslocamento Positivo

Deslocamento Dinâmico

PNEUMÁTICA

Compressores

Deslocamento Positivo ou Volumétricos

Baseia-se fundamentalmente na redução de volume. O ar é admitido em uma câmara isolada do meio exterior, onde seu volume é gradualmente diminuído, processando-se a compressão.

PNEUMÁTICA

Compressores

Deslocamento Dinâmico

A elevação da pressão é obtida por meio de conversão de energia cinética em energia de pressão, durante a passagem do ar através do compressor. O ar admitido é colocado em contato com impulsores (rotor laminado) dotados de alta velocidade. Este ar é acelerado, atingindo velocidades elevadas e consequentemente os impulsores transmitem energia cinética ao ar. Posteriormente, seu escoamento é retardado por meio de difusores, obrigando a uma elevação na pressão.

PNEUMÁTICA

Compressores

Difusor

PNEUMÁTICA

Compressores

PNEUMÁTICA

Compressores

Deslocamento Dinâmico

PNEUMÁTICA

Compressores

Deslocamento Dinâmico - Parafuso

PNEUMÁTICA

Compressores

Deslocamento Dinâmico - Radial

PNEUMÁTICA

Compressores

Deslocamento Volumétrico - Roots

PNEUMÁTICA

Compressores

Deslocamento Volumétrico – De Palhetas

PNEUMÁTICA

Compressores

Deslocamento Volumétrico – De Pistão

PNEUMÁTICA

Compressores

Deslocamento Volumétrico – De Pistão

PNEUMÁTICA

Compressores

Deslocamento Volumétrico – De Pistão Múltiplo Estágio

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PNEUMÁTICA

Compressores

Deslocamento Volumétrico – De Pistão Múltiplo Estágio

PNEUMÁTICA

PNEUMÁTICA

PNEUMÁTICA

Reservatório

Armazenar o ar comprimido

Resfriar o ar auxiliando a eliminação de condensado

Compensar as flutuações de pressão em todo o sistema de distribuição

Estabilizar o fluxo de ar

Controlar as marchas dos compressores, etc.

PNEUMÁTICA

Instalação(rede)

PNEUMÁTICA

Instalação(rede)

Unidade de Conservação de Ar(FRL)

Entrada

PNEUMÁTICA

Instalação(rede)

Unidade de Conservação de Ar(FRL)

Entrada

Filtro de Ar

PNEUMÁTICA

Instalação(rede)

Unidade de Conservação de Ar(FRL)

Entrada

Filtro de Ar

Regulador de Pressão

PNEUMÁTICA

Instalação(rede)

Unidade de Conservação de Ar(FRL)

Entrada

Filtro de Ar

Regulador de Pressão

Lubrificador

PNEUMÁTICA

Instalação(rede)

Unidade de Conservação de Ar(FRL)

Entrada

Filtro de Ar

Regulador de Pressão

Lubrificador

HIDRÁULICA

Bombas hidráulicas são máquinas operatrizes, isto é, maquinas que recebem energia potencial (força motriz de um motor elétrico ou uma turbina) e transformam parte desta potência em energia cinética (movimento) e energia de pressão (força), cedendo estas duas energias ao fluido bombeado, de forma a transportá-lo de um ponto a outro.

HIDRÁULICA

Bombas Hidráulicas

Existem inúmeros tipos de bombas hidráulicas que podem, basicamente, serem divididas em 2 grupos:

Bombas Hidrostáticas ou de deslocamento positivo

Bombas Hidrodinâmicas ou de deslocamento não-

positivo

HIDRÁULICA

Bombas Hidráulicas

Bombas Hidrostáticas ou de deslocamento positivo

A movimentação do fluido é causada diretamente pela ação do órgão de impulsão da bomba que obriga o fluido a executar o mesmo movimento a que esta sujeito este impulsor (engrenagens, lóbulos, palhetas, pistão). Desta forma, se tem o mesmo volume deslocado a cada ciclo do impulsor.

Principio de Funcionamento

Bombas Hidrostáticas ou de deslocamento positivo

Principio de Funcionamento

Bomba de Palhetas Bomba de Lóbulos

Bombas Hidrostáticas ou de deslocamento positivo

Bombas Hidrostáticas ou de deslocamento positivo

Aplicações

Em geral são aplicadas onde são desejadas grandes pressões e/ou precisão:

• Máquinas operatrizes

• Direção hidráulica de veiculos

• Máquinas cirúrgicas

• Sistemas de lubrificação

• Lubrificação dos mancais da moenda

• Pressurização dos mancais da moenda

Bombas Hidrostáticas ou de deslocamento positivo

• De êmbolo

• De diafragma

• De Pistão

• Peristáltica

• Helicoidais

Nesta categoria enquadram-se também as bombas dosadoras que podem:

Bombas Hidrostáticas ou de deslocamento positivo

Bombas Dosadoras

Bomba dosadora de êmbolo Bomba dosadora de Pistão

Bombas Hidrostáticas ou de deslocamento positivo

Bombas Dosadoras

Bomba dosadora de Membrana

Bombas Hidrodinâmicas ou de

deslocamento não-positivo

O movimento do fluido ocorre pela ação de forças que se desenvolvem no mesmo, em conseqüência da rotação de um eixo no qual é acoplado um disco (rotor, impulsor) dotado de pás (palhetas, hélices), o qual recebe o fluido pelo seu centro e o expulsa pela periferia, pela ação da força centrifuga, daí seu nome mais usual.

Principio de Funcionamento

Bombas Hidrodinâmicas ou de

deslocamento não-positivo

• Radiais ou Pura

• Fluxo misto ou Semi-Axial

• Fluxo Axial

Conforme o sentido do fluxo do liquido em seu interior, em relação ao eixo do rotor, se dividem em:

Bombas Hidrodinâmicas ou de

deslocamento não-positivo

Universo das Bombas Hidrodinâmicas

ou de deslocamento

não-positivo

HIDRÁULICA VS PNEUMÁTICA

HIDRÁULICA VS PNEUMÁTICA

NA PRÓXIMA AULA............

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• Válvulas • Atuadores • Simbologia