Sistemas Hidráulico e Pneumáticos

Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos

Estudo da perda de carga distribuída num sistema de distribuição de ar comprimido.

a) Imaginemos uma rede pneumática instalada em uma indústria, e que ao longo de seus mais de 200m de tubulações, existissem pequenos orifícios de vazamento que somados, totalizassem uma área de 20mm² (área equivalente a um furo no diâmetro de 5mm), à uma pressão de trabalho de 6kgf/cm² que é igual a (6bar). De acordo com o diagrama isso representa no sistema, uma perda de ar equivalente a 1m³/min, ou seja, a cada 1000 litros de ar comprimido perdidos a cada minuto.

- A fim de entendermos melhor o que representa essa perda em termos rentabilidade, ou seja, quantidade de trabalho produzido por metro cúbico.

Exemplo: Uma industria produz peças automotivas, sendo essas chapas de aço de dimensões (2mm x 100mm x 180mm).

[pic 1]

[pic 2]

- Conforme visto na tabela, são necessários = 0,2031 L/seg de ar para a execução da tarefa.

1º passo: para execução do processo, é necessário a colocação manual da chapa no dispositivo.

2º passo: fixação da chapa de aço, por meio do atuador (pistão) A, avançando e a fixando.

3º passo: execução da 1ª dobra por meio do atuado (pistão) B, permanecendo distendido após finalização dela.

4º passo: execução da 2ª dobra por meio do atuador C, que ao finalizá-la, provoca o retorno do atuador B, bem como o próprio retorno.

5º passo: retorno do atuador A (liberação da peça), que se dá quando os atuadores B e C estiverem finalmente em sua posição de repouso.

EXERCÍCIO

1) Quantos litros de ar são perdidos considerando 0,2031 L/seg em 1 minuto?

Vol= Volume m³[pic 3]

Q= vazão m³/min                        Vol = Q.t

 t= tempo min.

-> resposta em litros

2) Quantos m³ tem o resultado anterior?

3) Quantos m³ de ar comprimidos são perdidos durante uma operação fabril, com uma vazão de 1m³/min de ar durante 30 minutos? E qual o volume de ar será perdido se a indústria trabalhar 24h/dia?

* Foram levantados o diâmetro de furo que é 5mm, com 200m de tubulação e sob. uma pressão de 6bar.

4) Continuando o processo do exercício acima houve variações no sistema, com novos dados, calcule: O resultado em reais durante 8 HS de trabalho.

Valores estimados em R$0,09 o m³ (compressor) a pistão.

Valores estimados em R$ 0,03 o m³ (compressor) a parafuso.

a) Vol = m³                                        Vol = 8m³

    QVz = m³/min                                Qvz = ?

     t = min                                         t = 3h e 30min

    vazão = vol

                    t

b) Vol = 10m³

    QVz = 0,04m³/min

     t = ?

c) Vol = 14m³

    QVz = ?

     t = 10 min

d) Vol = 14m³

    QVz = ?

    t = 5 min

e) Vol = 100m³

    QVz = ?

    t = 86400 seg.

*Propriedades Físicas do ar.

[pic 4]

Lei de Boyle-Mariotte

P1.V1 = P2.V2 = P3.V3 = cte

* Alterações de volumes ao serem comprimido:

EXERCÍCIO

1) Um volume V1 = 1,5m³, sob pressão atm = P1 = 1bar é reduzido pela força F2 para um V2 = 0,7m³, mantendo-se a temperatura constante. Qual será a pressão resultante?

2) O V1 ainda está sendo comprimido pela força F3 para o volume V3 = 0,08m³ resultando a uma pressão de?

* Lei de Gay-Lussac

Transformação isobárica: Volume se expande quando submetido à elevações de temperaturas.

[pic 5]

V1 = V2  = cte