PNEUMÁTICA Generalidades e Princípios Básicos

TÉCNICO INSTALADOR DE SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS

Unidade 4559 - Pneumática e Hidráulica

Pneumática - Generalidades

Travões pneumáticos

Pneumática - Aplicações

Broca de dentista

2 a 3 bar de pressão

350 000 rpm

Pneumática - Aplicações

Aplicações de automação

Linhas de montagem

Linhas de embalagem

Pinças e ventosas

Pneumática - Aplicações

Automatismos

Actuação de máquinas e equipamentos:

Rotulagem

Engarrafamento

Etc.

Pneumática - Aplicações

Distribuidor pneumático de correio e mensagens

Pneumática - Aplicações

Lixadeiras

Pistolas aparafusadores

Máquinas de Furar

Brocas de dentista

Rebarbadeira

Pneumática - Aplicações

Martelo compressor

Pistola de pintura

Etc.

Vantagens da energia pneumática

Incremento da produção

Com investimento relativamente pequeno

Redução dos custos operacionais

A rapidez nos movimentos pneumáticos e a libertação do operário (homem) de operações repetitivas possibilitam o aumento do ritmo de trabalho, aumento de produtividade e, portanto, um menor custo operacional

Robustez dos componentes pneumáticos

A robustez inerente aos controles pneumáticos torna-os relativamente insensíveis a vibrações e golpes, permitindo que acções mecânicas do próprio processo sirvam de sinal para as diversas sequências de operação. São de fácil manutenção

Vantagens da energia pneumática

Facilidade de introdução

Pequenas modificações nas máquinas convencionais, aliadas à disponibilidade de ar comprimido, são os requisitos necessários para introdução dos controles pneumáticos

Resistência à ambientes hostis

Poeira, atmosfera corrosiva, oscilações de temperatura, humidade, submersão em líquidos, raramente prejudicam os componentes pneumáticos, quando projectadas para esta finalidade

Simplicidade de manipulação

Os controles pneumáticos não necessitam de operários super especializados para sua manipulação

Vantagens da energia pneumática

Segurança

Como os equipamentos pneumáticos envolvem sempre pressões moderadas, tornam-se seguros contra possíveis acidentes, quer no pessoal, quer no próprio equipamento, além de evitarem problemas de explosão

Redução do número de acidentes

A fadiga é um dos principais factores que favorecem acidentes; a introdução de controles pneumáticos reduz sua incidência, uma vez que permite eliminar operações repetitivas

Limitações da energia pneumática

O ar comprimido necessita de uma boa preparação para realizar o trabalho proposto

Remoção de impurezas, eliminação de humidade para evitar corrosão nos equipamentos, engates ou travamentos e maiores desgastes nas partes móveis do sistema

Os componentes pneumáticos

São normalmente projectados e utilizados a uma pressão máxima de 1723,6 kPa (17 bar). Portanto, as forças envolvidas são pequenas se comparadas a outros sistemas. Assim, não é conveniente o uso de controlos pneumáticos em operação de extrusão de metais. Provavelmente, o seu uso é vantajoso para recolher ou transportar as barras extrudidas

Limitações da energia pneumática

Velocidades muito baixas

São difíceis de ser obtidas com o ar comprimido devido suas propriedades físicas. Neste caso, recorre-se a sistemas mistos (hidráulicos e pneumáticos)

O ar é um fluido altamente compressível

Portanto, é impossível obter paradas intermediárias e velocidades uniformes. O ar comprimido é um poluidor sonoro quando são efectuadas exaustões para a atmosfera. Esta poluição pode ser evitada com o uso de silenciadores nos orifícios de escape

Princípios básicos

Gerador compressores (êmbolo, palhetas, pistões, parafusos etc.)

Distribuidor válvulas direccionais, válvulas de pressão, válvulas de

bloqueio etc.

Consumidor cilindros lineares, motores, cilindros rotativos, válvulas de

vácuo, bicos sopradores etc.

Fluido de Trabalho ar atmosférico.

Pressão de operação 1 até 15 bar (normal 6 bar).

Princípios básicos

Princípios básicos

Princípios básicos

Princípios básicos

Lei dos Gases Perfeitos Relaciona a pressão, o volume e a

temperatura a que um gás perfeito se encontra

Se uma das propriedades variar o comportamento das outras pode ser previsto

O ar apesar de não ser um gás perfeito, o ar verifica esta lei para as maior parte das situações em pneumática

ConstanteT

VP

T

VP

2211

Lei dos Gases Perfeitos

À medida que um gás é comprimido a sua temperatura aumenta

ConstanteT

VP

T

VP

2211

Princípios básicos

Princípio de Pascal

"A pressão exercida num líquido confinado em forma estática actua em todos os sentidos e direcções, com a mesma intensidade, exercendo forças iguais em áreas iguais.

Princípios básicos

Pressão

Se uma força F, actuar perpendicularmente sobre uma superfície A, à relação entre a força e a superfície dá-se o nome de pressão P

A pressão é a força que se exerce na unidade de área

A

FP

Princípios básicos

Pressão (continuação)

A pressão exercida por uma coluna de líquido é a acção do seu peso, ou seja, a força exercida pela sua massa por unidade de área.

Princípios básicos

Caudal

Caudal (ou débito) é o volume de líquido que se escoa, por exemplo num tubo ou conduta em cada unidade de tempo

As unidades mais comuns utilizadas para medir o caudal são, o m3/s (SI), m3/h, l/h, l/s.

t

VQ

Princípios básicos

Caudal

Se numa conduta ou tubagem de secção A o ar ou água se escoar com a velocidade V, o caudal Q será representado pela seguinte expressão

vAQ .

Princípios básicos

Continuidade (princípio de conservação da massa) Considerando uma tubagem como a da figura, durante um

determinado período de tempo, verifica-se que se o movimento for permanente a quantidade de fluido que entra na secção 1 é igual à quantidade do fluido que sai na secção 2

Princípios básicos

Continuidade (princípio de conservação da massa) “Em movimento permanente é constante a massa de

fluído que passa através de qualquer secção transversal de um tubo, na unidade de tempo.”

Condensação

Produção de ar comprimido

Condições relevantes na geração e distribuição do ar comprimido

Pressão

Caudal

Teor de água ou humidade

Teor de partículas sólidas

Teor de óleo

Produção de ar comprimido

Quando o ar é comprimido a sua temperatura aumenta

O vapor de água contido no ar (humidade relativa) é concentrado e transforma-se em vapor com o aumento da temperatura

No arrefecimento do ar comprimido o vapor de água condensa;

Partículas sólidas também podem estar presentes (óleo queimado, partículas metálicas do compressor e poeiras aspiradas pelo compressor).

Produção de ar comprimido

Produção e preparação de ar comprimido

Compressão;

Redução da temperatura;

Remoção de água;

Remoção de partículas sólidas;

Controle da pressão;

Adição de lubrificante.

Produção de ar comprimido

Filtros

Compressor

Lubrificador

Reservatório

Controlo de humidade

Controlo de temperatura

Rede de distribuição.