SISTEMAS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS

SISTEMAS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS.

Introdução à Hidráulica

Experiências têm mostrado que a hidráulica vem se destacando e ganhando espaço como meio de transmissão de energia nos mais variados segmentos de mercado.

Para um conhecimento detalhado e estudo da hidráulica, vamos inicialmente entender o termo hidráulica.

A palavra hidráulica provém do grego (“hydra”, que significa água, e “aulos”, que significa cano). A hidráulica consiste no estudo das características e usos dos fluidos confinados.

Atualmente, podemos dizer que hidráulica é a ciência que estuda o comportamento da água e de outros líquidos, quer em repouso (hidrostática), quer em movimento (hidrodinâmica) e mecânica dos fluidos é a ciência que trata dos problemas relativos a líquidos e gases.

Desde o início de sua existência, o homem serviu-se dos fluidos para facilitar seu trabalho e, enfim, sua vida. A história antiga registra que dispositivos engenhosos, como bombas e rodas d’água, já eram conhecidos desde épocas remotas. Entretanto, só no século XVII, o ramo da hidráulica que nos interessa foi utilizado.

Fluida é uma substância que não apresenta forma própria e estando em repouso não resiste a esforços tangenciais por menores que estes se apresentem, o que equivale a dizer que a mesma se deforma continuamente. Os líquidos e os gases são considerados fluidos.

No caso da disciplina de sistemas hidráulicos, fluido refere-se ao líquido (óleo) utilizado como meio de transmitir energia.

O fluido hidráulico (óleo) tem quatro funções primárias:

# Transmitir energia (transmitir/multiplicar força);

#Lubrificar peças móveis;

# Vedar folgas entre as peças;

# Resfriar ou dissipar calor.

Na seleção do fluido hidráulico (óleo), deve-se verificar, inicialmente, as condições a que o mesmo será submetido e o tipo de sistema em que será usado.

Outras qualidades do fluido hidráulico são exigidas tais como: prevenir a formação de ferrugem, do lodo, goma e verniz; diminuir a formação de espuma; manter o índice de viscosidade relativamente estável, numa faixa larga de variações de temperatura; separar-se da água; ser compatível com vedadores e gaxetas; manter sua estabilidade e reduzir o custo de substituição.

Comparação com Sistemas Pneumáticos

Os sistemas hidráulicos possuem um controle de força (pressão) e velocidade (vazão) mais apurado do que os sistemas pneumáticos, além de poderem trabalhar em pressões bem mais elevadas, possibilitando assim uma transmissão de potência maior. Perdem apenas em custo, onde os sistemas pneumáticos apresentam um investimento menor.

Princípios Básicos Fundamentais

Força (F)

Força é o agente físico capaz de mudar o estado de inércia de um corpo.

F= m.a

F= Força aplicada (N);

m= Massa do corpo que recebe a força (kg);

a= Aceleração a que o corpo é submetido em decorrência desta força (m/s²).

Lembrando que: 1 kgf = 9,81 N

Massa Específica ou Densidade (ρ)

A massa específica ou densidade absoluta de um material homogêneo é definida como sua massa por unidade de volume.

ρ=m/v

ρ= Massa específica da substância (kg/m³ ou g/cm³);

m= Massa da substância (kg);

v= Volume da substância (m³).

Peso Específico (()

O peso específico de um material homogêneo é definido como o seu peso por unidade de volume.

(= G/V

(= Peso específico (kgf/m³ ou N/m³);

G= Peso (kgf ou N);

V= Volume (m³).

Pode-se então deduzir uma relação entre peso específico e massa específica:

(= G/V G= m.g

(= m.g/V (= ρ.g

Peso Específico Relativo ((r)

É a relação entre o peso específico de uma substância e o peso específico da água em condições padrões. Adotaremos (H2O= 1.000 kgf/m³.

Exemplo: O peso específico relativo de uma substância é 0,5. Qual será o seu peso específico?

(r = (/ (H2O (= (r x (H2O (= 0,5 x 1.000kgf/m³ ( = 500 kgf/m³

Estática dos Fluidos

Hidrostática é o ramo da Física que estuda as propriedades relacionadas aos líquidos em equilíbrio estático; tais propriedades podem ser estendidas aos fluidos de um modo geral. Supõe-se, que o líquido seja incompressível e com volume definido.

Pressão (P)

Pressão é a força exercida por unidade de superfície.

P=F/A

P= Pressão exercida (kgf/m²);

F= Força aplicada (kgf);

A= Área de contato (m²).

|Unidade |Equivalência |

|kgf/cm² |104 kgf/m² |

|N/m² = Pa (Pascal) |0,102 kgf/m² |

|at (atmosfera técnica) |104 kgf/m²

|bar |1,02 x 104 kgf/m² |

|mca (metros de coluna de água) |10³ kgf/m² |

|mmHg (milímetro de mercúrio) |13,59 kgf/m² |

|psi (libra força por polegada quadrada) |703,08 kgf/m² |

Lei de Pascal

A pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático é a mesma em todas as direções e exerce forças iguais em áreas iguais. A pressão (força por unidade de área)