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CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS - MÁQUINAS DE FLUIDOS - MÁQUINAS ELÉTRICAS MÁQUINAS FERRAMENTAS

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CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS - MÁQUINAS DE FLUIDOS - MÁQUINAS ELÉTRICAS MÁQUINAS FERRAMENTAS

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Presentation Transcript


  1. CAP.1 INTRODUÇÃO ÀS MÁQUINAS HIDRÁULICASDefinição-MÁQUINA: É um transformador de energia (absorve energia em uma forma e restitui em outra).-MÁQUINA HIDRÁULICA: É uma máquina através da qual escoa água, e que tem a finalidade de trocar energia hidráulica, do escoamento, em energia mecânica, fornecida ou cedida por outra máquina.O escoamento flui continuamente e opera transformações do tipo: Emecânica  Ecinética  Epressão

  2. A água é conduzida através do rotor transferindo energia para ele, que é a faz girar transmitindo potência através do eixo para uma máquina externa. -BOMBA HIDRÁULICA: máquina hidráulica que recebe energia de outra máquina (ex: motor). -MÁQUINA HIDRÁULICA MOTRIZ OU TURBINA: máquina hidráulica que fornece energia mecânica para ser transformada.

  3. CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS • - MÁQUINAS DE FLUIDOS • - MÁQUINAS ELÉTRICAS • MÁQUINAS FERRAMENTAS • -MÁQUINAS DE FLUIDOS: são aquelas que promovem um intercâmbio entre a energia do fluido e a energia mecânica. • - MÁQUINAS HIDRÁULICAS - fluido utilizado para promover o intercâmbio de energia não varia sensivelmente de peso específico (γ) ao passar pela máquina (escoamento incompressível). • - MÁQUINAS TÉRMICAS - fluido utilizado para promover o intercâmbio de energia varia sensivelmente de peso específico (γ) ao passar pela máquina.

  4. CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS • - MOTORAS • GERADORAS • MÁQUINA HIDRÁULICA MOTORA -transforma energia hidráulica em energia mecânica (Ex: Turbinas Hidráulicas e Rodas d’água). • MÁQUINA HIDRÁULICA GERADORA - transforma energia mecânica em energia hidráulica (Ex: Bombas Hidráulicas e Ventiladores)

  5. 2. Conceito geral das Máquinas Hidráulicas

  6. Sistema hidrodinâmico rotativo de uma bomba hidráulica de fluxo

  7. energia de pressão Energia cinética Energia potencial

  8. 3. Bombas Hidráulicas •Máquina através da qual escoa água •Recebe energia mecânica fornecida por outra máquina e a transforma em energia hidráulica Emecânica  Ecinética  Ehidráulica •Comunica ao fluido um acréscimo de energia com a finalidade de transportá-lo de uma posição de menor energia potencial para outra de maior energia potencial

  9. 3.1. Tipos de Bombas Hidráulicas •As bombas hidráulicas são classificadas de acordo com o mecanismo de transferência de energia em: -BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO OU ALTERNATIVAS -BOMBAS HIDRODINÂMICAS OU TURBO-BOMBAS -BOMBAS ESPECIAIS •A transferência de energia pode se dar por: E mecânica E cinética  E pressão Emecânica  E pressão

  10. BOMBAS ESPECIAIS •Geralmente devem ser fabricadas com materiais especiais para cada tipo de aplicação; •Exemplo: bomba peristáltica •Aplicação da bomba peristáltica: dosadores de substâncias químicas que não podem entrar em contato com metais ou lubrificantes usados nas bombas. O tubo flexível é amassado progressivamente pelo rolete, a pressão aumenta e empurra o fluido no tubo.

  11. BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO •O escoamento do fluido é causado pelo aumento de pressão comunicado pela bomba través de elementos com movimento alternativo ou rotativo. •Exemplos de BOMBAS ALTERNATIVAS: bombas de pistão, ou êmbolo, e bombas de diafragma. •Exemplos de BOMBAS ROTATIVAS: A denominação genérica Bomba Rotativa designa uma série de bombas volumétricas comandadas por um movimento de rotação, daí a origem do nome. As bombas rotativas podem ser de Engrenagens, Lóbulos ou Palheta. •Aplicação das bombas de deslocamento positivo: casos onde é necessário uma vazão constante independente de variação da carga sobre a bomba, e também quando o volume deve ser medido com precisão já que a vazão produzida pela bomba é função apenas da sua rotação.

  12. BOMBAS ALTERNATIVAS Nas bombas de êmbolo, o órgão que produz o movimento do fluido éum pistão que, em movimentos alternativos aspira e expulsa o fluido bombeado.

  13. BOMBAS ROTATIVAS

  14. BOMBAS ROTATIVAS

  15. BOMBAS ROTATIVAS

  16. BOMBAS HIDRODINÂMICAS •Conhecidas também como Bombas Hidráulicas de Fluxo •Transfere quantidade de movimento para o líquido através da aceleração provocada por um elemento rotativo dotado de pás denominado rotor. PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA BOMBA RADIAL CENTRÍFUGA

  17. Esquema do sistema hidrodinâmico fixo de uma bomba hidráulica

  18. ⋅ ROTOR ⋅ ÓRGÃO MÓVEL QUE FORNECE ENERGIA AO FLUIDO ⋅ DIFUSOR ⋅ CANAL DE SEÇÃO CRESCENTE QUE RECEBE O FLUIDO VINDO DO ROTOR E O ENCAMINHA À TUBULAÇÃO DE RECALQUE. ⋅ SEÇÃO CRESCENTE NO SENTIDO DO ESCOAMENTO 43.2-Sistema Auxiliar (AS) É composto por elementos necessários, mas não ligados, ao funcionamento da máquina. São os: -Sistema de vedação: impede a fuga da água pelos interstícios entre a caixa e o rotor ou o eixo. O vazamento não deve ser totalmente eliminado, pois a água também age como lubrificante a sua falta pode levar ao desgaste prematuro do vedante.. -Sistema de lubrificação.

  19. Sistema de vedação por gaxeta

  20. As bombas são equipamentos mecânicos que fornecem energia mecânica a um fluido incompressível. No caso de fluidos compressíveis são denominados compressores e ventiladores. Dividem-se em 2 grandes grupos de acordo a forma como a energia é fornecida ao fluido. Bombas cinéticas (centrífugas) Bombas de deslocamento positivo

  21. A energia é fornecida continuamente ao fluido por um rotor, que gira a alta velocidade aumentando a energia cinética que depois é transformada em energia de pressão. O líquido é succionado pela ação de um impulsor que gira rapidamente dentro da carcaça. O movimento produz uma zona de vácuo (no centro) e outra de alta pressão (na periferia).

  22. Bomba com Difusor: o fluido escoa através de uma série de palhetas fixas que formam um anel difusor. Isso permite uma mudança uma conversão mais eficiente da energia cinética em energia de pressão que a bomba de voluta simples. Figura 9.2. Escoamento dentro de uma bomba centrífuga. a) Bomba de voluta simples; b) Bomba com difusor.

  23. O fluido entra no centro da carcaça devido ao vácuo e é acelerado pelas pás do rotor que gira a alta velocidade. Pela ação da força centrífuga, o fluido é descarregado na voluta ou no difusor, onde é desacelerado. A energia cinética é convertida em energia de pressão. Quanto maior é o número de palhetas menor é a perda por turbulência.

  24. Tipos de escoamento: Axial: Descarrega o fluido axialmente (é adequado para altas vazões, mas desenvolve baixas pressões) Radial: Descarrega o fluido na periferia radialmente (desenvolve altas pressões, adequado para baixas vazões) Misto

  25. Tipos de rotores: Fechado: Para líquidos que não contém substâncias em suspensão Semi-aberto: Incorpora uma parede no rotor para prevenir que matéria estranha se aloje no rotor e interfira na operação. Aberto: Palhetas montadas sobre o eixo. Vantagem: líquidos com sólidos em suspensão. Desvantagem: sofrer maior desgaste.

  26. Tipos de entrada: Simples: Utilizada em pequenas unidades Dupla: Quando há entradas simétricas em ambos os lados do impulsor. Nesse caso há melhor distribuição dos esforços mecânicos, além de proporcionar uma área de sucção maior, o que permite trabalhar com uma menor altura positiva na sucção (NPSH) e diminui a possibilidade de cavitação. Impulsor de uma bomba com sucção dupla

  27. As bombas centrífugas podem ser: - Fluxo axial: simples ou múltiplo estágio impulsor aberto/fechado - Fluxo misto sucção simples auto-escorvante estágio simples - Fluxo radial sucção dupla não-escorvante múltiplo estágio Nos dois últimos casos, o impulsor pode ser aberto, semi-aberto ou fechado.

  28. Número de rotores: Um rotor: Simples estágio Vários rotores: Múltiplos estágios (vários rotores operando em série) que permitem o desenvolvimento de altas pressões

  29. A bomba centrífuga deve ser escorvada antes de funcionar (a linha de sucção deve estar cheia de líquido). Quando a bomba tem ar a pressão desenvolvida é muito pequena devido à baixa densidade do ar. Dois tipos de escorva Bomba auto-escorvante

  30. Vantagens das bombas centrífugas: • Construção simples • b) Baixo custo • c) Fluido é descarregado a uma pressão uniforme, sem pulsações • d) A linha de descarga pode ser estrangulada (parcialmente fechada) ou completamente fechada sem danificar a bomba • e) Permite bombear líquidos com sólidos • f) Pode ser acoplada diretamente a motores • g) Não há válvulas envolvidas na operação de bombeamento • Menores custos de manutenção que outros tipos de bombas • Operação silenciosa (depende da rotação)

  31. Desvantagens das bombas centrífugas: • Não servem para altas pressões • b) Sujeitas à incorporação de ar precisam ser escorvadas • c) A máxima eficiência da bomba ocorre dentro de um curto intervalo de condições • d) Não bombeia eficientemente líquidos muito viscosos

  32. Bomba de turbina regenerativa Também chamada de bomba cinética ela gera maior pressão que as bombas centrifugas

  33. A energia é fornecida periodicamente, mediante superfícies sólidas móveis, que deslocam porções de fluido desde a sucção até a linha de descarga. A pressão de saída é regulada através de válvulas de descarga unidireccionais. Princípio de funcionamento As bombas de deslocamento positivo liberam um determinado volume de fluido de acordo com a velocidade do sistema. Quando a vazão do processo diminui, a pressão aumenta e o fluxo da bomba deve ser dirigido para outro lugar, de maneira que se evite a sobre-pressurização.

  34. Para proteger a bomba e o sistema, o fluido deve ser desviado a um by-pass, ou aliviado dentro da própria bomba, enviando o fluido da zona de alta pressão (descarga) para a de baixas pressões (sucção). Válvulas de alívio internas: Muitos fabricantes fornecem bombas que incorporam válvulas de alívio internas. Quando uma válvula de alívio interna se aproxima do valor máximo de pressão permitido, esta se abre e o fluido é dirigido internamente para a zona de sucção da bomba. Operações desse tipo proporcionam proteção contra a sobre-pressurização do sistema e limita a possibilidade de destruição da bomba e de componentes do sistema.

  35. Alívio externo e válvulas de by-pass:No projeto do sistema de processo, quando se utilizam bombas de deslocamento positivo e o risco de queda de vazão existe, é necessário considerar um arranjo de by-pass externo que devolva o líquido para a sucção. A válvula de by-pass externa ou outro dispositivo de controle abrirão a uma pressão pré-determinada, permitindo que a pressão não exceda níveis muito altos e evitando que a bomba cavite. Válvula reguladora de pressão

  36. As válvulas de alívio internas são projetadas para proteger o sistema por curtos períodos de tempo. Quando o fluido recircula dentro da bomba, a potência introduzida pela bomba se dissipa na forma de calor, aumentando a temperatura do produto. Mesmo se o período de tempo é curto a temperatura do produto pode subir até o ponto de evaporação na zona de baixas pressões. Quando há cavitação na zona de baixas pressões pode ocorrer a destruição da bomba. Cavitação em uma bomba de deslocamento positivo com dispositivo de segurança temporário.

  37. A cavitação é uma situação que pode ocorrer em qualquer tipo de bomba. Acontece quando há falta de fornecimento de líquido e a bomba trabalha com uma vazão menor daquela para a qual foi projetada. As causas comuns da cavitação são a diminuição da pressão de sucção, NPSH insuficiente, ou operação a velocidades muito altas. A cavitação diminui a eficiência, desgasta os metais das pás do rotor, gera vibração mecânica e ruído. O NPSH do sistema também depende da velocidade do rotor.

  38. Linha de descarga Pistão Válvulas de retenção Linha de sucção cilindro Quando o pistão se desloca para a esquerda, a pressão no cilindro se reduz, a válvula de retenção na linha de sucção se abre e o líquido entra. Quando o pistão chega ao final do cilindro, o movimento se inverte e o pistão se desloca para a direita. Aumenta a pressão no cilindro e a válvula de admissão fecha.A pressão aumenta e a válvula de descarga se abre e o líquido sai pressurizado.

  39. Funcionam como bombas de pistão. O movimento é alternativo e provocado por um elemento flexível de metal, borracha ou plástico. É adequada para fluídos tóxicos e corrosivos pois se elimina o contato do líquido com os selos mecânicos.

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