Sistemas H & P
Professor: Eduardo Yuji Sakurada
Estrutura da aula
• Pressão absoluta e efetiva • Pressão total
• Pressão estática • Pressão dinâmica
• Equação de Bernoulli • Tipos de escoamento
Pressão absoluta e efetiva
Pressão total, estática e dinâmica
Pressão Estática – é a pressão real ou a pressão termodinâmica que atua no fluido. Pode também ser definida como a pressão acusada por um sensor que acompanha o fluido, com a mesma velocidade deste.
É medida através do uso de um pequeno orifício executado na parede da tubulação ou
de outra superfície alinhada com o
Pressão total, estática e dinâmica
Pressão dinâmica – é a pressão decorrente da transformação da energia cinética do
fluido em pressão, através de uma
desaceleração isoentrópica do mesmo.
Pressão total, estática e dinâmica
Pressão total, de impacto ou de estagnação
– é a soma da pressão estática com a
Pressão total, estática e dinâmica
Equação de Bernoulli
“Em um fluxo a energia total permanece
constante, enquanto não houver trocas de energia com o meio exterior”.
Pt = Pressão total (energia total)
P = Pressão estática (energia de pressão)
Pcf = Pressão de coluna do fluido = ρ.g.h (energia potencial) Pd = Pressão dinâmica = ρ.v²/2 (energia cinética)
ρar = 1,225 kg/m3 em condições normais (protec)
Lei da conservação da energia
Se Q1 = Q2 e A1 > A2, então V1 < V2
Para atender a lei de conservação de energia, então:
Tipos de escoamento
• Laminar • Re < 2000
• Turbulento • Re>3000
v = velocidade do fluido (cm/s)
d = Diâmetro do duto de escoamento (cm)
= viscosidade cinemática
(0,45 a 0,5 cm²/s ou stockes)
Recomendações
Fonte: Fialho, A. B. Automação Hidráulica – Projetos, dimensionamento e análise de circuitos. 2010.
Tubulação Pressão (bar)
20 50 100 >200
Pressão 300 400 500 600 Velocidade
(cm/s)
Retorno 300
Sucção 100
� � � � = , . ,
Exercício
Dimensione a tubulação de sucção de um sistema hidráulico que tem uma vazão máxima de 60 l/min e
pressão de 120 bar. A viscosidade do óleo corresponde a = 0,45 St (ou 0,45 cm²/s ).
A velocidade recomendada para tubulação de sucção é de 100 cm/s.
Exercício
Solução: 60 l/min = 60 dm3/min = 60000 cm3/min = 1000 cm3/s
� = cmcm/s3/s
= , cm
� = � � = cm2
Exercício
= v.
= , . , /
= , É menor que 2000, então o escoamento é
Sistemas hidráulicos
Vantagens:
• Fácil instalação dos diversos elementos, oferecendo
grande flexibilidade, inclusive em espaços reduzidos.
• Devido a baixa inércia, os sistemas hidráulicos permitem
uma rápida e suave inversão de movimento.
• Obtém-se movimentos lineares e circulares.
• Possibilidade de variações micrométricas de velocidades.
• São sistemas autolubrificados.
• Tem pequeno peso e tamanho com relação a possibilidade
de alta potência.
Sistemas hidráulicos
Desvantagens:
• Seu custo inicial é mais alto em comparação a sistemas mecânicos e elétricos.
• Baixo rendimento final, devido principalmente a três
fatores:
– Transformação da energia elétrica em mecânica e mecânica em hidráulica, para posteriormente ser transformada novamente em mecânica.
– Vazamentos internos em todos os componentes.
