Aula 02 - IEM - Unifei

Velocidade e Vazão
UNIFEI
EME610 - Sistemas
Hidropneumáticos
Hidráulica 02
Aula 02
Prof. José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior
Q =
V
t
Q = v ⋅A
Q = Vazão (l/s, l/min, gpm, m 3 /s)
V = Volume escoado (l, g, m 3 )
t = tempo (s, min)
v = Velocidade de escoamento (cm/s, m/min)
A = Área (cm 2 , m 2 )
Exercício de velocidade e vazão
Qual o tempo necessário para ocupar um
volume de 160 cm 3 se a vazão é de 2 l/min.
Caso a vazão seja elevada para 4 l/min, o que
acontece com o tempo
t =
V
Q
3
160 cm
=
2l/min
80.000 cm
t =
3
m
3
80 cm
=
l
min ⎛
× ⎜
⎝
3
min
1 m
100 cm
⎞
⎟
⎠
60 s
t = 0.08 min × ⇒ t = 4.8 s
1min
1000 l
×
3
1 m
3
80000 cm
=
1000000
3
min
m
3
m
cm
Obs. 1: muita atenção
nas conversões de
unidades.
3
3
Exercício de velocidade e vazão
Qual o tempo necessário para ocupar um
volume de 160 cm 3 se a vazão é de 2 l/min.
Caso a vazão seja elevada para 4 l/min, o que
acontece com o tempo
t =
V
Q
=
3
160 cm
2 l/min
t = 0.08 min
3
min 1 l
= ×
3
80 cm
l
60 s
× ⇒ t = 4.8 s
1min
1000
cm
Obs. 2: deixe para arredondar apenas na
resposta final para não ir acumulando erros.
http://www.youtube.com/watchv=XO5tvQZ0kxk
1

Exercício de velocidade e vazão
Qual a vazão de um fluído (em litros por
segundo) através de um tubo de 32 mm de
diâmetro, considerando que sua velocidade é
de 4 m/s Dado: 1 m 3 = 1000 litros.
Q = v * A
Q = 4 m/s * (π.(0.032) 2 /4) m 2
Q = 4 m/s * 0,000803 m 2
Q = 0,0032 m 3 /s
Q = 0,0032 m 3 /s * 1000 l/m 3
Q = 3,2 l/s
Exercício de velocidade e vazão
Quantos minutos são consumidos para
encher um tambor de 214 litros sabendo que
a velocidade de escoamento é de 0,3 m/s e o
diâmetro do tubo de alimentação é 30 mm
Q = v * A = 0.3 * (π.(0.03) 2 /4) * 1000
Q = 0.21 l/s
Q = V / t => t = V / Q
t = 214 / 0.21
t = 1014.22 s
t = 16,9 min
Multiplicação da Pressão
Velocidade e Vazão
A1
A2
P1
F1
P2
P = F/A → F1 = P1*A1
P2 = F1/A2 → P2 = (P1*A1)/A2
A1 = 2*A2 → P2 = (P1*2*A2)/A2
P2 = 2*P1
http://www.youtube.com/watchv=rzda3fNqfyQ
v =
Q
A
2

Exercício de velocidade e vazão
Exercício de velocidade e vazão
Sabe-se que Q 1 = 1 l/s, A 1 = 10 cm 2 , v 1 = 1 m/s e
A 2 = 5 cm 2 . Qual é a velocidade v 2
Q = v * A
Q 1 = v 1 * A 1 e Q 2 = v 2 * A 2
Mas, Q 1 = Q 2
v 1 * A 1 = v 2 * A 2
Sabe-se que Q 1 = 1 l/s, A 1 = 10 cm 2 , v 1 = 1 m/s e
A 2 = 5 cm 2 . Qual é a velocidade v 2
v 2 = (v 1 * A 1 ) / A 2
v 2 = (1 * 10) / 5
v 2 = 2 m/s
Velocidade e Vazão
Cavitação
Estrangulamento: Turbulência;
Queda de pressão.
V ≤ 6 m/s → Escoamento laminar
A queda de pressão é proporcional à
velocidade.
http://www.youtube.com/watchv=xBNUy14Yjyk
3

Cavitação
Fluido: água
Ângulo divergente: 20º
Cavitação
Placa de orifício
Fluido: água Velocidade: 1.4 m/s
Lento: 0,3 ~0,4 m/s
Rápido: 1,5 ~ 2,0 m/s
Cavitação
Fluido Hidráulico
Funções:
Quebrando o fundo
de uma garrafa
http://www.youtube.com/watchv=lDMcrvjDpCY
Transmitir pressão;
Lubrificar as partes móveis;
Proteger contra oxidação;
Eliminar calor;
Remover partículas metálicas.
http://www.youtube.com/watchv=NKNFV37ZpLk
http://www.youtube.com/watchv=YsU0etrxkoI
http://www.technologyreview.com.br/blog/post.aspxbid=374&bpid=28314
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Fluido Hidráulico
Tipos:
Óleo mineral;
Fluídos resistentes ao fogo:
• Emulsão de óleo (1 a 40%) em água;
• Emulsão de água (40%) em óleo;
• Fluído sintético.
Aditivos
Inibidor de oxidação: reduz a reação do
óleo com o oxigênio.
Inibidor de corrosão: forma um filme sobre
os metais que neutraliza material corrosivo
ácido.
Extrema pressão (antidesgaste): para
aplicações de alta temperatura e alta
pressão.
Antiespumante: une pequenas bolhas de
ar que se desprendem e estouram.
http://www.youtube.com/watchv=nbVSwlmhv2k
Unidade de Potência Hidráulica
Reservatório;
Bomba e motor elétrico;
Manômetro;
Válvula de segurança;
Resfriador;
Filtros.
Unidade de Potência Hidráulica
Bomba hidráulica
Filtro
Motor elétrico
Tampa para
respiro e
enchimento
Indicador de
nível
http://www.youtube.com/watchv=Wn8RraSQguo
5

Unidade de Potência Hidráulica
Unidade de Potência Hidráulica
Manômetro
Resfriador
Tampa de
limpeza
Dreno
Unidade de Potência Hidráulica
Reservatório
Placa de
deflexão
A placa de deflexão tem a finalidade de evitar que o
óleo que está retornando ao reservatório seja
imediatamente succionada pela bomba. Assim,
partículas metálicas podem decantar e as bolhas
subir até a superfície.
6

Tipos de reservatório
Reservatório suspenso
Reservatório em L
Símbolo do reservatório
7

Bomba de Engrenagens
Bomba de Engrenagens
4. A pressão de saída causa
uma carga não balanceada
nos eixos.
Saída
3. O óleo é forçado para a
abertura de saída quando
os dentes se engrenam.
Engrenagem motriz
2. O óleo é transportado em
câmaras formadas entre os
dentes, a carcaça e as
placas laterais.
Entrada
1. O desengrenamento dos
dentes cria um vácuo
que succiona o óleo do
reservatório.
Bomba de Engrenagens
Bomba de Engrenagens
8

Bomba de Engrenagens
Bomba de Engrenagens
Bomba de Engrenagens
Bomba de Engrenagens
9

Bomba de Engrenagens
Bomba de Engrenagens
Vazão teórica
Vazão real
Bomba de Engrenagens
Bomba de Engrenagens
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Símbolo da
bomba
Símbolo da
bomba reversível
Símbolo do
motor elétrico
Símbolo do
motor à
combustão
M
M
Símbolo do acoplamento
Manômetros e seu símbolo
Tubo de Bourdon;
Núcleo móvel.
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Manômetro de Bourdon
Manômetro de Bourdon
Seção do tubo
Tipo C
Espiral
Tubo torcido
Ponteiro
Tubo helicoidal
Pressão
Manômetro de Bourdon
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