Hidráulica e Pneumática - Professor Fagner Ferraz

Hidráulica e Pneumática
Prof. Fagner Ferraz
Tecnologia Hidráulica
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O que você entende por hidráulica?
Pra que serve?
Onde se aplica?
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Tecnologia Hidráulica
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O termo Hidráulica derivou-se da raiz grega
Hidro (água).
Entendem-se por Hidráulica todas as leis e
comportamentos relativos à água ou à outro
fluido hidráulico, ou seja, Hidráulica é o
estudo das características e uso dos fluidos
sob pressão.
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Tecnologia Hidráulica
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Divisões da Hidráulica
◦ Estacionária
◦ Mobil
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Tecnologia Hidráulica
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Hidráulica estacionária
Esmerilhadeira cilíndrica
hidráulica
Prensa
hidráulica
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Tecnologia Hidráulica
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Hidráulica Mobil
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Tecnologia Hidráulica
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APLICAÇÕES
◦ Caminhão de lixo
◦ Escavadeira
◦ Máquina de esmagar carros
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Tecnologia Hidráulica
Vantagens da hidráulica
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Transmissão de grandes forças usando
pequenos componentes;
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Posicionamento preciso;
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Operação suave e reversa;
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Tecnologia Hidráulica
Desvantagens da hidráulica
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Poluição do meio ambiente por desperdício
de óleo – perigo de fogo ou acidentes;
Sensível à sujeira;
Dependência da temperatura (mudança na
viscosidade do fluído hidráulico).
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Tecnologia Hidráulica
Qual grandeza física está representada na figura?
Pressão
1 Kg
1 Kg
Baixa Pressão
Alta Pressão
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Tecnologia Hidráulica
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Qual a definição de pressão?
◦ Pressão é a força exercida por unidade de superfície.
Em hidráulica, a pressão é expressa em kgf/cm2, atm,
bar ou psi.

Qual a fórmula para o cálculo da pressão?
F
p
A

Relação entre as unidades de pressão
1atm ~
1kgf / cm 2 ~
1bar ~
14,7 psi ~
100kPa
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Tecnologia Hidráulica
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Pressão hidrostática
Em qual dos reservatórios, a pressão é maior no fundo?
p  g h
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Tecnologia Hidráulica
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Manômetro de bourdon
Boa Precisão
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Tecnologia Hidráulica
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Princípio de Pascal: propagação da pressão nos
líquidos
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.
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Tecnologia Hidráulica
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Macaco hidráulico (Transmissão de força)
Como:
p1  p2
Logo:
F1 F2

A1 A2
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Transmissão de deslocamento
V2
V1
V1  V2
A1  S1  A2  S2
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Tecnologia Hidráulica
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Tipos de fluxo
Laminar: as camadas de fluido se deslocam paralelamente umas às
outras.
Turbulento: as camadas de fluido se deslocam de maneira aleatória,
umas em relação às outras.
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Tecnologia Hidráulica
Velocidade x Vazão
Área = A
Comprimento = S
V( velocidade) 
v(volume)  A( área)  S(comprimento)
Q(vazão) V( velocidade) . A( área)
Q( vazão)
A( área)
Q( vazão) 
v( volume)
t(tempo)
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Tecnologia Hidráulica
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Relação entre velocidade de avanço e
retorno em um atuador hidráulico
Qbomba
Qsaída
Q(vazão) V( velocidade) . A( área)
Qbomba = Qsaída
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Tecnologia Hidráulica
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Exercício 1: Calcule a pressão hidrostática,
que um fluido confinado em um reservatório
aberto exerce contra o fundo dele. Considere
os seguintes dados:
◦
◦
◦
◦
Massa específica do fluido( ρ = 881 kg/m3)
Nível de fluido no tanque(H = 5m)
Aceleração da gravidade(g = 9,81m/s2)
Diâmetro do tanque(D = 3m)
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Tecnologia Hidráulica
Exercício 2
Em relação à questão anterior, calcule a
velocidade e a vazão do fluido, sabendo
que o mesmo leva 1,5h para esvaziar
completamente, por um orifício de 0,2m de
diâmetro.
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Tecnologia Hidráulica
Exercício 3
Para elevar um automóvel de 1500 kg através do bombeamento manual, é
necessário um “macaco” hidráulico. Com os dados abaixo, calcular a força
F1 necessária para elevar o automóvel e quantas vezes o operador deverá
bombear para que este suba 20 cm
F2
Dados
F2 = 1500 kgf
A1 = 5 cm2
A2 = 50 cm2
S1 = 10 cm
S2 = ? (cm)
S1
F1 = ? (kgf)
Fórmulas
A1
F1
A2
S2
p = F/A
v = A . S
A = .d2/4
 = 3,14
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Tecnologia Hidráulica
Exercício 4
Um cilindro hidráulico de dupla ação contém as seguintes características:
⌂ Área de avanço
A1 = 20 cm2
⌂ Área de retorno
A2 = 10 cm2
⌂ Curso do atuador Sat = 200 mm
Calcular a força e velocidade que o atuador exerce no avanço e no
retorno com uma pressão de trabalho (p) de 60 kgf/cm2 e vazão (Q) de
5000 cm3/min.
Fórmulas
p = F/A
v = A . S
Q = V . A
A =  .
d2/4
 = 3,14
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Tecnologia Hidráulica
Exercício 4
Um cilindro hidráulico de dupla ação contém as seguintes características:
⌂ Área de avanço
A1 = 20 cm2
⌂ Área de retorno
A2 = 10 cm2
⌂ Curso do atuador Sat = 200 mm
pressão de trabalho (p) de 60 kgf/cm2 e vazão (Q) de 5000 cm3/min.
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Exercício 5
Tecnologia Hidráulica
Qual a relação entre
traseira e dianteira de
de dupla ação, para
retorno seja o dobro da
as áreas da câmara
um atuador hidráulico
que a velocidade de
de avanço?
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Tecnologia Hidráulica
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Exercício 6: Um atuador hidráulico linear de
dupla ação, com 60 mm de diâmetro e haste
com 20mm de diâmetro, tem, para uma
mesma condição de pressão e vazão, a razão
entre as forças e velocidades de avanço, em
relação à de recuo, respectivamente, de
(A) 1/9 e 1/3
(B) 1/9 e 9
(C) 1/3 e 3
(D) 3 e 1/3
(E) 9/8 e 8/9
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