bombas hidraulicas

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USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 96 CAPTULO 6 A FONTE DE POTNCIA HIDRULICA: BOMBAS 6.1 Introduo Umabombaocoraodeumsistemahidrulico.Elaconverteenergiamecnicaemenergia hidrulica. A energia mecnica liberada para a bomba via uma unidade motriz, tal como um motor eltrico. Devido ao mecnica, a bomba cria um vcuo parcial em sua entrada. Isto permite que a presso atmosfrica force o fluido a atravessar a linha de suco e entrar na bomba. A bomba ento empurra este fluido para dentro do circuito hidrulico. Existem duas classificaes gerais de bombas aplicadas a indstria de circuitos de potncia: -Bombasdedeslocamentono-positivo:estetipousadogeralmenteparaaplicaesonde baixas presses e altas vazes so requeridas. Devido ao fato delas no serem capazes de manter o escoamento no circuito a uma presso elevada, este tipo de bomba tem pouco uso em sistemas depotncia.Normalmente,suacapacidademximadepressolimitadaa250-300psi.Este tipo de bomba essencialmente usado para transportar fluidos de um ponto a outro. -Bombas de deslocamento positivo: este tipo usado universalmente em circuitos de potncia. Como o nome sugere, uma bomba de deslocamento positivo ejeta uma quantidade fixa de fluido dentro do sistema hidrulico a cada rotao do seu eixo. Tal bomba capaz de superar presses resultantesdascargasmecnicassobreosistemabemcomoaresistnciadofluidodevido frico.Estasduascaractersticassodesejveisembombasempregadasemcircuitosde potncia. Esta bomba tem as seguintes vantagens sobre bombas de deslocamento no-positivo: 1.Capacidade de operar a altas presses (acima de 10000 psi); 2.Tamanho compacto; 3.Alta eficincia volumtrica; 4.Pequenas variaes na eficincia para toda a faixa de presso de operao; 5.Alta flexibilidade de operao, tanto em relao presso como a faixa de rotao. Quanto ao rotor, existem trs tipos principais de bombas de deslocamento positivo: engrenagem, palheta e pisto. Existem muitas variaes no projeto de cada um destes principais tipos de bombas. Por exemplo, bombas de palheta e pistes podem ser de deslocamento fixo ou varivel. Uma bomba dedeslocamentofixoaquelanaqualumaquantidadedefluidoejetadaporrotaodoeixono podeservariada.Emumabombadedeslocamentovarivel,odeslocamentopodevariarmudando asrelaesfsicasdosvrioselementosdabomba.Estamudananodeslocamentodabomba produz uma mudana na descarga de fluido mesmo que a rotao da bomba permanea constante. Deve ser entendido que bombas no produzem presso. Elas produzem apenas o escoamento de fluidos.Aresistnciaaesteescoamento,produzidapelocircuitohidrulico,quedeterminaa pressodetrabalho.Porexemplo,seumabombadedeslocamentopositivotemsualinhade descargaabertaparaaatmosfera,existirfluxo,maselenopoderserdescarregadoapresses superiores a atmosfrica, porque praticamente no existe resistncia ao fluxo. Contudo, se a linha de descargabloqueada,entonstemos,teoricamente,umaresistnciainfinitaaoescoamento. Portanto, no existe lugar para onde o fluido possa ser escoado. A presso ento aumentar at que USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 97 algum componente do sistema se rompa, a menos que algum alvio de presso seja utilizado. Esta arazopelaqualumavlvuladealviodepressosemprenecessriaquandoumabombade deslocamentopositivousada.Quandoapressoatingeumcertovalor,avlvuladealvioabrir parapermitirqueofluxovolteaotanque.Portanto,avlvuladealviodepressodeterminao mximo nvelde pressoqueo sistemaexperimentar semconsiderar a grandezada resistncia da carga.Umadiscussosobrecomponentesdecontrolehidrulico,taiscomovlvulasdealviode presso, feita no Captulo 8. Algumasbombassoconstrudasparaoperarcomdeslocamentovarivel,comcapacidadede compensaode presso. Tais bombas so projetadas para produzir umadescargamenorquando a pressodosistemaaumenta.Finalmente,emalgumnvelmximopr-determinadodepresso,o fluxo vai a zero devido ao deslocamento nulo da bomba. Isto previne qualquer aumento adicional de presso. Vlvulas de alvio de presso no so necessrias quando bombas de presso compensadas so usadas. A potncia hidrulica desenvolvida por bombas convertida de novo em energia mecnica pelos atuadores,osquaisproduzemotrabalhotildesada.Adiscussosobreatuadoresserfeitano Captulo 7. Devesernotadoquebombassousadasemsistemashidrulicosparaoferecerescoamentode fluidosincompreensveis(lquidos),comooleo.Emumsistemapneumticoaondeumfluido compressvel usado (ar), a unidade que produz o escoamento de fluido chamada de compressor. Portanto, em sistemas pneumticos, os compressores fazem funes similares aquelas realizadas por bombas em sistemas hidrulicos. Os compressores sero discutidos no Captulo 10. 6.2 Teoria de bombeamento Todasasbombasoperamsobreumprincpionoqualumvcuoparcialcriadonaentradada bombadevidooperaointernadamesma.Istopermitea pressoatmosfricaempurrarofluido dotanque(reservatrio)atointeriordabomba.Abomba entoempurramecanicamenteofluido pela linha de descarga. Este tipo deoperao pode ser visualizado tomando como referncia bomba de pisto simples da Fig. 6.1. Note que esta bomba contm duas vlvulas de esfera, as quais so descritas como segue: A vlvula 1 conectada a linha de entrada da bomba e permite que o fluido entre na bomba somente neste ponto. Avlvula2conectadaalinhadedescargadabombaepermitequeofluidodeixeabomba somente neste ponto. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 98 Fig. 6.1. Ao de bombeamento de uma bomba de pisto simples. Quandoo pisto puxado para a esquerda, umvcuoparcial gerado na cavidade da bomba 3, porqueatolernciaestreitaentreopistoeocilindro(ouousodeselosdeanelparapistes) previne a entrada de ar dentro da cavidade 4 para a cavidade 3. Este escoamento de ar, se ocorresse, destruiria a formao do vcuo parcial. Este vcuo mantm a vlvula 2 contra a sua sede e permite a presso atmosfrica empurrar o fluido dentro da bomba via vlvula 1. Esta entrada de fluido ocorre porque a presso do mesmo empurra a esfera da vlvula para fora de seu assento. Quandoopistoempurradoparaadireita,omovimentodofluidofechaavlvula1eabrea vlvula 2, na sada. A quantidade de fluido deslocada pelo pisto ejetada forosamente na linha de descarga, adentrando assim o sistema hidrulico. O volume de leo deslocado pelo pisto durante o curso de descarga chamado de volume de deslocamento da bomba. Apartirdaoperaodabombadepistosimples,podeservistoporqueabombanoproduz presso. Bomba produz escoamento. A presso desenvolvida devido resistncia da carga, a qual est sendo controlada pelos atuadores hidrulicos. 6.3 Classificao de bomba Existem dois tipos de classificao de bombas aplicadas a indstria de circuitos de potncia. Elas so descritas como segue: -HidrodinmicasouBombasdedeslocamentono-positivo:exemplosdestetiposoas bombascentrfugasebombasaxiaismostradasnaFig.6.2.Emboraestasbombasofeream fluxocontnuoesuave,suadescargareduzidaquandoaresistnciaaoescoamentoaumenta. Defato,possvelbloquearcompletamenteasadadabombaeinterromperofluxo,mesmo quando a bomba est operando com a rotao de projeto.USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 99 Fig. 6.2. Bombas de deslocamento no-positivo. Estas bombas so tipicamente usadas em sistemas que operam a baixa presso e alta vazo. Vistoqueexisteumgrandeespaoentreoselementosestacionrioserotativosdestetipode bomba,estasbombasnosoauto-vedantes.Esteespaovazionopermiteaselagemcontraa presso atmosfrica, e portanto o deslocamento entre a entrada e a sada no positivo. Portanto a descarga destas bombas no depende somente da rotao (rpm)mas tambmda resistncia do sistema externo. Quando a resistncia do sistema externo comea a aumentar, alguma poro do fluidovoltaparadentrodosespaosvazios,causandouma reduonadescargadabomba.Isto aconteceporqueofluidosempreescoaparaocaminhoquelheoferecemenorresistncia. Quandoaresistnciadosistemaexternotorna-seinfinitamentegrande(porexemplo,quandoa linhadedescargatotalmentebloqueada),abombanoproduzirescoamentoeportantosua eficinciavolumtricasernula.Porexemplo,estaquedadramticanaeficinciavolumtrica comoaumentodaresistnciaaoescoamentodofluidoocorrequandousamosumabomba centrfuga.Aoperaodeumabombacentrfugasimples.Ofluidoentraaxialmenteaorotor. Quandoofluidogiracomorotor,aforacentrfugaprovocaummovimentoradialdofluido. Isto faz com que o fluido seja descarregado radialmente em relao ao rotor da bomba. Uma das caractersticasinteressantesdeumabombacentrfugaseucomportamentoquandonoexiste escoamento do fluido. Neste caso, nenhum dano ocorre bomba, e assim no h necessidade de colocao de dispositivos de segurana para proteger o sistema. As pontas das ps simplesmente atravessamaporodofluidodentrodavolutadabombasemdesloc-la,earotaodorotor mantm a presso do fluido correspondente a fora centrfuga estabelecida. O fato de no existir selagem interna positiva na bomba a razo pela qual a bomba centrfuga no fora a produo de escoamento quando no h demanda. Quando a demanda para o fluido ocorre (quando a linha dedescargadesbloqueada,porexemplo),apressoliberaofluidoparaafontededemanda. Estaarazopelaqualasbombascentrfugassodesejadasemestaesdebombeamento USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 100 empregadasparafornecerguapararesidncias,escritriosefbricas.Nestasituao,a demandaporguapodesernuladuranteanoiteeatingirumpicoduranteperodosdiurnos. Emborabombashidrodinmicasforneamfluxocontnuoesuave,suadescargareduzida quando a resistncia ao fluxo aumenta. Isto mostrado na Fig. 6.3, aonde a presso de descarga da bomba plotada contra a vazo. A pressomxima chamadade pressode corte (shut-off head) porque todas as vlvulas do circuitoexternoesto fechadas (escoamentonulo). Quando a resistnciaexternaaofluxodecresce,ofluxoaumentaeapressosereduz.Devidodescarga variarsensivelmentecomaresistnciaexternadocircuito,bombasdedeslocamentono-positivo so raramente usadas em circuitos de potncia hidrulicos. Fig. 6.3. Curva tpica de presso versus vazo para uma bomba centrfuga, mantida constante a rotao. -Hidrostticas ou Bombas de deslocamento positivo: este tipo de bomba ejeta uma quantidade fixadefluidoporrotaodoseueixo.Comoresultado,adescargadabomba,desprezandoos pequenosvazamentosinternos,constanteenodependedapressodosistema.Istoasfaz particularmentedesejveisparaseremempregadasemcircuitosdepotncia.Contudo,bombas de deslocamento positivo devem ser protegidas contra sobrepresses se a resistncia do sistema aoescoamentotornar-seexcessivamentealta.Istopodeacontecerseumavlvulafechada completamenteenoexisteespaofsicoparaofluidoescoar.Arazoparaistoqueuma bomba de deslocamento positivo continua a ejetar fluido (mesmo que a resistncia seja infinita), causando um crescimento extremamente rpido da presso quando o fluido comprimido. Uma vlvuladealviodepressousadaparaprotegerabombacontrasobrepressesdivergindoo fluxoda bomba para o reservatrio. Bombasdedeslocamento positivo podem ser classificadas pelotipodemovimentodoselementosinternos.Omovimentopodeserourotativoou alternativo.Emboraestasbombastenhamumalargavariedadedeprojetos,existem praticamente trs tipos bsicos: I. Bombas de engrenagem (deslocamento fixo devido geometria): a. Bomba de engrenagem externa USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 101 b. Bomba de engrenagem interna c. Bomba de lbulos d. Bomba de parafusos II. Bombas de palheta: a. Bomba de palheta desbalanceada (fixa ou com deslocamento varivel) b. Bomba de palheta balanceada (deslocamento fixo somente) III. Bombas de pisto (deslocamento fixo ou varivel): a. Projeto axial b. Projeto radial Oprojetodasbombasdepalhetadesbalanceadaspodetercapacidadedecompensaode presso, a qual protege a bomba automaticamente contra presses excessivas. Nas sees 6.4, 6.5 e 6.6 ns discutiremos os detalhes construtivos e de operao de bombas de engrenagem, de palhetas e de pistes, respectivamente. 6.4 Bombas de engrenagem A Fig. 6.4 ilustra a operao de uma bomba de engrenagem externa, a qual produz o escoamento carregandoofluidoentreosdentesdeduasengrenagensacopladas.Umadasengrenagens acopladaaoeixomotrizeesteaummotoreltrico(porexemplo).Asegundaengrenagemse movimentaemfunodaengrenagemmotriz.Cmarasdeleosoformadasentreosdentesda engrenagemeacarcaadabomba.Oladodasucoaondeosdentessedesacoplam,ocorrendo umaexpansonovolumeereduzindoapressoparavaloresinferioresapressoatmosfrica.O fluido empurrado pela presso atmosfrica para o interior da bomba porque o reservatrio de leo possui um respiro para a atmosfera. O lado da descarga de fluido aonde os dentes se acoplam, e o fluidoforadoaentrarnalinha.Vistoqueabombatemumselopositivointernocontra vazamentos, o leo positivamente ejetado na linha de descarga. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 102 Fig. 6.4. Operao da bomba de engrenagem externa. Aseguinteanlisepermiteavaliaradescargatericadeumabombadeengrenagemusandoa nomenclatura especificada: Do = dimetro externo da engrenagem com os dentes, m. Di = dimetro interno da engrenagem, m. L = largura dos dentes, m. VD = volume deslocado pela bomba, m3/revoluo. N = rotao da bomba, rev/s.

VT = vazo terica da bomba, m3/s. A partir da geometria da bomba de engrenagem, o volume deslocado encontrado: )V = D o iD D Lx42 2

A vazo terica da bomba determinada como segue:

V = VT DN(6.1) Aeq.(6.1)mostraqueavazodabombavariadiretamentecomarotao(verFig.6.5a). Portanto, a vazo terica constante em uma dada rotao, como mostrado pela linha slida na Fig. 6.5b. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 103 Fig. 6.5a Curva de vazo versus velocidade.Fig. 6.5b Curva de presso versus vazo a rotao constante. Existeumapequenafolgaentreosdentesdasengrenagenseacarcaadabomba(menorque 0,001pol.).Comoresultado,algumleonaportadedescargapodevazardevoltaparaazonade suco.Istosignificaqueavazoreal

VRmenorqueavazoterica,aqualbaseadano deslocamentovolumtricoenarotaodabomba.Estevazamentointerno,oqualchamadode patinao da bomba (pump slippage), identificado pelo termo chamado eficincia volumtrica Lv, o qual usualmente maior que 90% para bombas de deslocamento positivo, operando na presso de projeto: 100TRvVV= L

(6.2) Quantomaior a presso dedescarga, mais baixa a eficincia volumtrica porqueosvazamentos internos aumentam com a presso. Isto mostrado pela linha pontilhada na Fig. 6.5b. Fabricantes de bombas normalmente apresentam a eficincia volumtrica na presso nominal da bomba. A presso nominaldabombadedeslocamentopositivoaquelapressoabaixodaqualnenhumdano mecnicodevidoasobrepressoirocorrerbombaeoresultadoserumalongavidatilda mesma.Pressesexcessivasnosomenteconduzemamaioresvazamentosmastambmpodem danificarabombadeformandoacarcaaousobrecarregandoosrolamentos.Istonostrazamente umavezmaisanecessidadedeproteocontrasobrepresses.Tambmtemosquemanterem mente que altas presses ocorrem devido a altas resistncias ao escoamento do fluxo. Exemplo 6.1 Uma bomba deengrenagem tem 3 pol.dedimetroexterno, 2 pol. dedimetrointernoe 1 pol. delargura.Seavazorealdabombaem1800rpmepressonominal28gpm,qualasua eficincia volumtrica?USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 104 Soluo: Encontrar o volume deslocado: ) ) V ==Dx43 2 1 3932 2,pol3/rev Em seguida, vamos usar a eq. (6.1) para encontrar a vazo terica da bomba:

,, V = V=-=TDN231393 180023130 6 gpm A eficincia volumtrica pode ento ser determinada: 3 , 91 1006 , 3028= = Lv % Exemplo 6.2 Umabombadeengrenagemtem75mmdedimetroexterno,50mmdedimetrointernoe25 mm de largura. Se a eficincia volumtrica da bomba 90% na presso nominal, qual a vazo correspondente? A rotao da bomba 1000 rpm. Soluo: Encontrar o volume deslocado: ) ) V ==Dx40 075 0 050 0 025 0 00006142 2, , , ,m3/rev Visto que 1 litro = 0,001 m3, VD = 0,0614 litro. Em seguida, vamos usar a eq. (6.1) e (6.2) para encontrar a vazo real da bomba: 0553 , 0 1000 0000614 , 0 90 , 0 = - - = V L = V L = V ND v T v R m3/min A Fig. 6.6 uma fotografia mostrando caractersticas detalhadas de uma bomba deengrenagem externa. tambmmostradoo smbolohidrulico usado para representar bombas dedeslocamento fixoemcircuitoshidrulicos.Estabombadeengrenagemexternausaengrenagensdedentesretos (osdentessoparalelosaoeixodaengrenagem),osquaissoruidososemvelocidades relativamentealtas. Parareduzirrudoseofereceroperaesmaissuaves,engrenagenshelicoidais (dentes com pequena inclinao em relao ao eixo da engrenagem) podem ser utilizados. Contudo, estas bombas de engrenagens helicoidais so limitadas a aplicaes de baixa presso (abaixo de 200 psi) porque elas desenvolvem excessivos contatos na extremidade dos dentes. Engrenagens de dupla hlice(espinha-de-peixe)eliminamestecontatoexcessivoeportantopodemserusadasemaltas USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 105 presses(acimade750psi).Estasengrenagensconsistembasicamentededuasfileirasdedentes helicoidaiscolocadosemumamesmaengrenagem.Asfileiraspossuemngulosinvertidosese juntam na parte central da engrenagem, considerando a sua espessura. Isto faz com que os esforos axiaissobreosdentessejamanulados.Engrenagensdedupla-hliceoperamdemaneirasuave, comoengrenagenshelicoidais,econseguempromovermaioresvazescommuitomenosao pulsante. Fig. 6.6 Fotografia mostrando caractersticas de uma bomba de engrenagem externa. AFig.6.7ilustraaconfiguraoeaoperaodeumabombadeengrenageminterna.Este projetoconsistedeumaengrenageminterna,umaengrenagemdedentesretos,umselodeperfil crescente(tipomeia-lua)eumacarcaaexterna.Quandoumapotnciaaplicadaaengrenagem interna, omovimentodas engrenagens arrasta o fluido a partir do reservatrioeo fora a entrar ao redorde ambos osladosdo selocrescente, oqual atua selando as regiesde sucoededescarga. Quando os dentes entram em contato no lado oposto ao selo, o fluido forado a entrar na porta de descarga da bomba.USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 106 Fig. 6.7 Operao de uma bomba de engrenagem interna. AFig.6.8mostraumavistaemcortedeumabombadeengrenageminternaquecontmum dispositivo prprio de segurana (vlvula de alvio). Fig. 6.8 Vista em corte de uma bomba de engrenagem interna com vlvula de alvio incorporada. A bomba de lbulos tambm pertence classificao geral de bombas de deslocamento positivo, eilustradanaFig.6.9.Estabombaoperadeummodosimilarabombadeengrenagemexterna mas,diferentedestaltima,ambososlbulossodirigidosexternamentetalqueelesnotem contatofsicoumcomooutro.Portanto,estasbombassomaissilenciosasqueasbombasde USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 107 engrenagens. Devido ao menor nmero de elementos interligados, a sada da bomba de lbulos ter umamaiorpulsao,emboraseudeslocamentovolumtricosejageralmentemaiordoqueo conseguido por bombas de engrenagem. Fig. 6.9 Operao de uma bomba de lbulo. AbombaGerotor,mostradanaFig.6.10,operademodomuitoparecidocomabombade engrenageminterna.Orotordeengrenageminterno(elementoGerotor)acionadoporumafonte depotnciaefazgiraraengrenagemexterna.Istoproduzcmarasdeentradaededescargana bomba,entreosdentesdorotor.Aspontasdasengrenagensinternaeexternafazemcontatopara selarascmarasdabomba.Aengrenageminternatemumdenteamenosqueaengrenagem externa,eodeslocamentovolumtricodeterminadopeloespaoformadopelodenteextrana engrenagem externa. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 108 Fig. 6.10 Operao de uma bomba Gerotor. AFig.6.11umafotografiadeumabombaGerotorreal.Comopodeservisto,estetipode bomba simples, visto que existem somente duas partes mveis. Fig. 6.11 Bomba Gerotor. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 109 Abombadeparafuso(Fig.6.12)umaunidadededeslocamentopositivodefluxoaxial.Trs parafusosconstrudoscomtolernciasrigorosasentramemcontatodentrodeumacarcaa, fornecendofluxosno-pulsteisdemodosilenciosoeeficiente.Osdoisrotoresopostos simetricamenteeno-motrizesatuamcomoselosrotativos,confinandoofluidoemumasucesso de aberturas ou fechamentos. Os rotores no-motrizes esto em contato com o rotor motriz central e solivresparagiraremsuassedessobreumfilmefluidodinmicodeleo.Noexistemcargas radiais.Asforashidrulicasaxiaissobreoconjuntoderotoressobalanceadas,eliminando qualquer necessidade de mancais de encosto. Fig. 6.12 Nomenclatura de uma bomba de parafuso. NaFig.6.13,nsvemosumavistaemcortedeumabombadeparafusoreal.Elasuportauma presso nominal de 500 psi e pode fornecer uma vazo de at 123 gpm. Projetos para altas presses so disponveis, para operao em torno de 3500 psi e vazo de 88 gpm. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 110 Fig. 6.13 Bomba de parafuso. 6.5 Bombas de palhetas AFig.6.14ilustraaoperaodeumabombadepalheta.Orotor,quecontmfendasradiais, chavetadoemumeixomotrizegiradentrodeumanelexcntrico.Cadafendacontmuma palhetaprojetadapara acoplar-secomasuperfciedoanelexcntricoquandoorotorgira.Afora centrfugamantmaspalhetascontraasuperfciedoanelexcntrico.Durantemeiarevoluodo rotor, o volume aumenta entre o mesmo e o anel excntrico. A expanso de volume resultante causa umareduodepresso,succionandoofluido.Quandoorotorgiraparacompletarasegunda metade de uma revoluo, a superfcie do anel excntrico empurra as palhetas de volta para as suas fendas,reduzindoovolumeentreumapalhetaeoutra.Ofluidoconfinadoentreaspalhetas ejetado ento pela porta de descarga da bomba. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 111 Fig. 6.14 Operao de uma bomba de palheta. Umaobservao cuidadosa de Fig. 6.14 revelar queexiste umaexcentricidadeentre a linhade centrodorotorealinhadecentrodacarcaadabomba.Seestaexcentricidadezero,entono haver fluxo. A seguinte anlise e nomenclatura so aplicveis as bombas de palhetas: DC = dimetro do anel excntrico, m. DR = dimetro do rotor, m. L = largura do rotor, m. N = rotao da bomba, rev/s. VD = volume deslocado pela bomba, m3/rev. VDmax = mximo volume deslocado pela bomba, m3/rev. e = excentricidade, m. emax = excentricidade mxima possvel, m. Da geometria da bomba, ns podemos encontrar a excentricidade mxima possvel: eD DmaxC R=

2 Este valor mximo de excentricidade produz um deslocamento volumtrico mximo por revoluo: )V = Dmax c RD D Lx42 2 Rearranjando, ns temos: USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 112 ) ) V = + Dmax C R C RD D D D Lx4 Substituindo a expresso por emax tem-se: ) ) V = +Dmax C R maxD D e Lx42 O deslocamento volumtrico real ocorre quando emax = e: ) V = +D C RD D eLx4 (6.3) Algumasbombasdepalhetaspodemvariarmecanicamentesuaexcentricidade.Talprojeto chamadode bomba dedeslocamentovariveleest ilustrado na Fig. 6.15. Um controladormanual ouumcompensadordepressopodeserusadoparamoveroanelexcntricoealterara excentricidade.Adireodoescoamentoatravsdabomba podeserrevertidapelomovimentodo anel excntrico para um dos lados em relao ao centro. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 113 Figs. 6.15 Bomba de palhetas com deslocamento varivel e com compensao de presso. OprojetoquensvemosnasFigs.6.15umabombacompressocompensada,naquala presso do sistema atua diretamente sobre um anel excntrico via um pisto hidrulico colocado no ladodireito(nomostrado).Istoforaoanelexcntricocontraopistocompensadordemola, situadonoladoesquerdodoanelexcntrico.Seapressodedescargaaltaosuficiente,ela superar a fora da mola compensadora e empurrar o anel excntrico para a esquerda. Isto reduz a excentricidade, a qual mxima quando a presso de descarga nula. Quando a presso continua a aumentar,aexcentricidadenulaobtida,eadescargadabombavaiazero.Talbombatem basicamenteseuprpriosistemadeproteocontrasobrecargas,comomostradonaFig.6.16. QuandoapressoatingeumvalorchamadopressodecorteouPcutoff,aforadamola compensadoratorna-seigualforadopistohidrulico.Namedidaqueapressocontinuaa aumentar,amoladocompensadorcomprimidaatqueaexcentricidadezerosejaalcanada.A mximapressoencontradadenominada Pmax,pontonoqualabombaprotegidaeadescarga cortadamomentaneamente.Comoresultadonohdesperdciodepotnciaeoaquecimentodo fluido reduzido. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 114

Fig. 6.16 Presso versus vazo para bomba de palheta com presso compensada. A Fig. 6.17 mostra a configurao interna de uma bomba de palhetas com presso compensada. Esteprojetocontmumanelexcntricoquegirasuavementeduranteaoperao,uniformizando assim o desgaste na circunferncia interna do anel. Fig. 6.17 Fotografia de uma vista em corte de uma bomba de palhetas com compensao de presso. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 115 NotenasFigs.6.14e6.15queumacargalateralatua sobreosrolamentosdabombadevidoao desbalanceamentodepresso.Estamesmacargalateralindesejadatambmexisteparaasbombas de engrenagem da Fig. 6.4. Tais bombas so chamadas hidraulicamente desbalanceadas. Umabombadepalhetabalanceadatemduasportasdeentrada eduasdesada,diametralmente opostas.Portanto,asportasdepressosoopostasumasasoutras,eumbalanocompletode pressopodeserobtido.Umadesvantagemdeumabombadepalhetasbalanceadaqueelano podeserprojetadacomdeslocamentovarivel.Aoinvsdeterumanelexcntricocircular,o projetodabombadepalhetasbalanceadatemumanelelptico,oqualformaduascmaras separadasdebombeamentosobreladosopostosdorotor.Istoeliminaascargaslateraissobreos rolamentosepermiteumaoperaoapressesmaiselevadas.AFig.6.18mostraoprincpiode operao de uma bomba de palhetas balanceada. Fig. 6.18 Princpio de operao de uma bomba de palhetas balanceada. A Fig. 6.19 uma vista em cortede uma bomba de palhetas balanceada contendo 12 palhetas e umaplacafixadapormolanaextremidade.Aportadeentradaestnocorpoeadesadaestna cobertura, a qual pode ser montada em quaisquer das quatro posies, de acordo com o que for mais conveniente para o acoplamento da bomba a tubulao. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 116 Fig. 6.19 Vista em corte de uma bomba de palhetas balanceada. Exemplo 6.3 Umabombadepalhetastemumdeslocamentovolumtricode5pol3/rev.Seurotortemum dimetro de 2 pol., um anel excntrico de dimetro 3 pol. e uma largura de palheta igual a 2 pol. Qual deve ser a excentricidade da bomba? Soluo: Aplicando a eq. (6.3): ) )eD D LDC R=V+=-+=2 2 52 3 20 318x x,pol3 USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 117 Exemplo 6.4 Uma bomba de palhetas tem um rotor com dimetro de 50 mm, um anel excntrico de dimetro 75mmeumalarguradepalhetaiguala50mm.Seaexcentricidadedabomba8mm, determine o deslocamento volumtrico da bomba. Soluo: Aplicando a eq. (6.3): ) ) ) V = + =Dx20 050 0 075 0 008 0 050 0 0000785 , , , , ,pol3/rev., visto que 1 litro = 0,001 m3, VD = 0,0785 litro. 6.6 Bomba de pistes Umabombadepistotrabalhasobreoprincpionoqualumpistocommovimentoalternativo pode empurrar e succionar uma poro de fluido dependendo da etapa de seu movimento. A questo bsicacomofazerumconjuntodepistesrealizarestetrabalho.Existemdoistiposbsicosde bombas de pistes. Um deles o de projeto axial, com pistes que se movimentam paralelamente ao eixo motriz da bomba. Bombas de pistes axiais pode ter duas configuraes: eixo curvado ou placa oscilante. O segundo tipo de bomba de pisto o de projeto radial, o qual tem pistes posicionados radialmente em relao ao eixo motriz da bomba.A Fig. 6.20 mostra uma bomba de pistes axiais com eixo curvo que contm um bloco cilndrico girandocomoeixomotriz.Alinhadecentrodoblococilndricoestposicionadaemum determinadonguloemrelaolinhadecentrodoeixomotriz.Oblococilndricocontmum conjuntodepistes,arranjadosemformatocircular.Ashastesdospistessoconectadasauma flangedoeixomotrizporjuntasdeesferasesoquetes.Ospistessoforadosarealizar movimentos alternativos quandooeixomotrizgira, visto que as distncias entre a flangeeo bloco cilndrico varia. Uma junta universal conecta o bloco cilndrico ao eixo motriz. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 118 Fig. 6.20 Bomba de pistes axiais com eixo curvo. OdeslocamentovolumtricodabombavariacomongulodeinclinaoUcomomostradona Fig.6.21.Nenhumfluxoproduzidoquandoalinhadecentrodoblococilndricoestparalelaa linhadecentrodoeixomotriz.OnguloUpodevariarde0oaummximodeaproximadamente 30o. Unidades com deslocamento fixo geralmente so fabricadas com ngulos de 23o ou 30o. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 119 Fig. 6.21 Variao do deslocamento volumtrico com o ngulo de inclinao. Unidades com deslocamento varivel so disponveis com uma junta e um controle externo para variarongulodeinclinao.Talprojeto,queusaumblococilndricomvel,mostradonaFig. 6.22.Algunsprojetostemcontrolesquemovemajuntasobreumaposiocentralparareverter direo do fluxo atravs da bomba. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 120 Fig. 6.22 Bomba de pistes de deslocamento varivel com cilindro mvel. AFig.6.23umavistaemcortedeumabombadepistesdedeslocamentovarivelnaqual uma vlvulamanualexterna pode ser girada para estabelecer um ngulode inclinaodesejado. O smbolo hidrulico desta bomba usado ao lado para represent-la em circuitos de potncia. As seguintes nomenclatura e anlises so aplicveis a uma bomba de pistes axial: U = ngulo de inclinao, o S = curso do pisto, m D = dimetro do crculo formado pelos pistes, m Y = nmero de pistes A = rea da seo transversal do pisto, m2 Da trigonometria, ns temos: tanU =SD Ou, alternativamente: USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 121 S D = tanU O deslocamentovolumtrico total igual aonmerode pistesmultiplicado pelodeslocamento volumtrico de cada pisto: V =DYAS Substituindo, ns temos: V =DYADtanU (6.4) Da eq. (6.1), ns obteremos:

tan V = YADN U(6.5) Fig. 6.23 Bomba de pistes de deslocamento varivel com controle manual. Exemplo 6.5 Encontre o ngulo de inclinao de uma bomba de pisto axial que fornece 16 gpm a 3000 rpm. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 122 A bomba tem pistes com pol. de dimetro arranjados em um crculo de 5 pol. de dimetro. Soluo: Aplicando a eq. (6.5): tan

,, Ux=V=-- '

+' -=231 231 16540 5 3000 90142YADN.:U = 14o Exemplo 6.6 Encontre a vazo em litros/s que uma bomba de pistes axial fornece a 1000 rpm. A bomba tem nove pistes de 15 mm de dimetro cada arranjados segundo um crculo de 125 mm de dimetro. O ngulo de inclinao 10o. Soluo: Aplicando a eq. (6.5): ) )

, , tan , V = = -

'

+'= DANYo012540 015 1000 9 10 0 03512x m3/min Para converter a vazo para l/s, a seguinte converso deve ser feita: ,,,, V

| = V

| -

| -

| = - - =lsmminminslm3316010 0010 035116010 0010 584l/s AFig.6.24apresentaumafotografiaeumesquemailustrativodabombadepistesaxialcom placaoscilante.Nestetipo,oblococilndricoeoeixomotrizestolocalizadosnamesmalinhade centro.Ospistessoconectadosaumasapata,aqualsustentaaplacaoscilanteemum determinadongulo.Quandoocilindrogira(verFig.6.25),ospistesmovimentam-se alternativamente, porque as suas sapatas seguem a superfcie em ngulo da placa oscilante. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 123 Fig. 6.24 Bomba de pistes projetada com pistes em linha. Fig. 6.25 A placa oscilante fora os pistes a realizarem movimentos alternativos. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 124 Asportasdeentradaesadasolocalizadasnaplacadevlvulatalqueospistespassampela entrada quandoesto sendo puxadose passam pela sada quandoesto sendoempurradosdevolta. Estetipodebombapodetambmserprojetadaparaterdeslocamentovarivel.Nesteprojeto,a placaoscilantemontadaemumajuntamvel,comodescritonaFig.6.26.Ongulodaplaca oscilantepodesermudadopivoteandoajuntasobrepinos(verFig.6.27).Oposicionamentoda juntapodeserfeitomanualmente,porservo-controle,ouporumcontrolecompensador,como mostradonaFig.6.26.Ongulomximodaplacaoscilantelimitadoa17,5odevidoaaspectos construtivos. Fig. 6.26 Bomba de pistes em linha com deslocamento varivel. AoperaoeaconstruodebombascompistesradiaisilustradanaFig.6.28.Esteprojeto consistedeumpinoparadirigirofluidoparadentroeparaforadoscilindros,umbarrilcilndrico com pistes, e um rotor contendo um anelde reao. Os pistes permanecememcontato constante como anelde reaodevido fora centrfugae a presso de retorno sobreos pistes. Na ao de bombeamento,oaneldereaodeslocadoexcentricamentecomrelaoaopinooueixomotriz. Quandoobarrilcilndricogira,ospistesdeumladodeslocam-separafora.Quandoumpisto passapelopontodeexcentricidademxima,eleforadoparadentropeloaneldereaopara variar o curso do pisto. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 125 Fig. 6.27 Variao dos deslocamentos em bombas de pistes em linha. Fig. 6.28 Operao de uma bomba de pistes radiais. AFig.6.29apresentaumafotografiadeumavistaemcortedeumabombadepistesradiais comdeslocamento varivel,edescarga com presso compensada. Esta bomba disponvelem trs tamanhos(2,40;3,00e4,00pol3dedeslocamentosvolumtricos)epesosdeaproximadamente60 lbf. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 126 Fig. 6.29 Vista em corte de uma bomba de pisto radial. 6.7 Desempenho de uma bomba Odesempenhodeumabombaumafunoprimriadaprecisodesuafabricao.Os componentesdevemserfeitosobedecendoarigorosastolerncias,asquaisdevemsermantidas enquantoabombaestiveroperandosobcondiesdeprojeto.Amanutenodastolerncias conseguida pelos projetos que tem integridade mecnica e presses balanceadas.Teoricamente, a bomba ideal seria aquela queno possui folgas ou espaos vaziosentre as suas partes acopladas. Embora isto no seja factvel, as folgas de trabalho devem ser to pequenas quanto possvel e manter ainda um filme de leo adequado para lubrificao das partes friccionadas. Os fabricantes realizam testes experimentais para determinar os dados de desempenho de acordo comosparmetrosoperacionaisdasbombas.Aeficinciaglobaldeumabombapodeser computadacomparandoapotnciadisponvelnasadadabombacomapotnciasupridaemsua entrada.Aeficinciavolumtricapodeserdivididaemdoiscomponentesdistintoschamados eficincias volumtricas e mecnicas. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 127 1.Eficinciavolumtrica(Lv):aeficinciavolumtricaindicaaquantidadedevazamentoque acontecedentrodabomba.Istoenvolveconsideraestaiscomotolernciasdefabricaoe deformao da carcaa da bomba sob presso de projeto: LvRT= - = VV-vazao real produzida pela bombavazao teorica que a bomba deveria produzir100 100

(6.6) As eficincias volumtricas variam geralmente de 80 a 90% para bombas de engrenagens, de 82 a 92% para bombas de palhetas e de 90 a 98% para bombas de pistes. 2.Eficinciamecnica(Lm):aeficinciamecnicaindicaaquantidadedeenergiaperdidaque ocorredevidoarazesoutrasquenovazamentos.Istoincluifricoemrolamentoseoutras partesacopladas.Tambmincluiaenergiaperdidadevidoturbulnciadofluido.Eficincias mecnicas normalmente variam de 90 a 95%: Lm= -potencia teorica requerida para operar a bombapotencia real liberada pela bomba100

ou Lm= -potencia de saida da bomba admitindo nenhum vazamentopotencia de entrada liberada para a bomba100

Usando unidades inglesas, e hp para potncia, tem-se: LmTPTN=V

'

+'-

171463000100 (6.7a) Em unidades mtricas, usando watts como unidade de potncia, LmTPTN=V-

100 (6.7b) Os parmetros das eqs. (6.7a) e (6.7b) so definidos em conjunto com a Fig. 6.30: P = presso de descarga da bomba medida, [psi ou Pa]

VT = vazo da bomba terica calculada [gpm ou m3/s] T=torquedeentradamedidonoeixodabomba[lbf.polou USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 128 N.m] N = rotao da bomba [rpm ou rad/s] A eficincia mecnica tambm pode ser calculada em termos do torque T: LmTRTT= - = -torque teorico requerido para operar a bombatorque real liberado para a bomba100 100 (6.8) Fig. 6.30 Parmetros envolvendo determinao da eficincia mecnica da bomba. As eqs. para avaliarmos os torques real e terico so: xV=2PTDT (6.9) e TNR=potencia real fornecida pela bomba (6.10) onde . JNradsN rpm

| =260x

USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 129 3. Eficincia global (Lo): a eficincia global considera toda a energia perdida e matematicamente definida como segue (substituindo as expresses em unidades inglesas): LLLom RTTPTN= = VVV-v100

100100171463000100

Cancelando os termos, vem: LoRPTN=V- = -

171463000100 100potencia de saida da bombapotencia de entrada da bomba (6.11a) Usando unidades mtricas, tem-se: LoRPTN=V- = -

100 100potencia de saida da bombapotencia de entrada da bomba (6.11b) Em unidades mtricas, usando watts como unidade de potncia, LmTPTN=V-

100 (6.7b) USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 130 Exemplo 6.7 Uma bomba tem um deslocamento volumtrico de 5 pol3. Ela libera 20 gpm a 1000 rpm e 1000 psi. Se o torque fornecido na entrada da bomba 900 lbf.pol, a. Qual a eficincia global da bomba? b. Qual o torque terico requerido para operar a bomba? Soluo: a. Aplicar a eq. (6.1) para encontrar a vazo terica:

, V = V=-=TDN2315 100023121 6 gpm Agora vamos calcular a eficincia volumtrica: LvRT= VV- = - =

,, 1002021 6100 92 6% Resolvendo agora para eficincia mecnica, vem: LmTPTN=V

'

+'- =-- '

+'- =

,,1714630001001000 21 61714900 100063000100 881 % Finalmente, aplicando a expresso para clculo da eficincia global: LLLom= =-=v10092 6 88110081 6, ,,% b.T TT R m= - = - = L 100 900 0 881 793 ,lbf.pol Portanto,devidosperdasmecnicasdentrodabomba,900lbf.polsonecessriospara movimentar a bomba nas condies de projeto e no apenas 793 lbf.pol. Os fabricantesde bombasespecificam as suas caractersticasdedesempenhoemforma grfica. Inicialmente,soobtidosdadosexperimentaistabuladoseentoestesdadossocolocadosem formagrficaparaumamelhorinterpretaovisual.AFig.6.31apresentacurvastpicasde desempenhoparaumabombadedeslocamentovariveloperandonaposiodemximo deslocamentovolumtrico,iguala6pol3.Ascurvassuperioresfornecemaseficinciasglobale volumtricacomoumafunodarotaodabomba(rpm)paranveisdepressode3000e5000 psi. O grficoinferior fornececurvas da potncia deentrada na bomba (hp)eda vazo de sada da bomba (gpm) como uma funo da rotao da bomba para os mesmos dois nveis de presso. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 131 As curvas de desempenho para uma bomba de pisto radial da Fig. 6.29 so apresentadas na Fig. 6.32. Lembrar que esta bomba fornecida em trs tamanhos diferentes: PR24: 2,40 pol.3 de deslocamento volumtrico PR30: 3,00 pol.3 de deslocamento volumtrico PR40: 4,00 pol.3 de deslocamento volumtrico Portanto,existemtrscurvassobredoisdosgrficos.Observearelaolinearentreavazo (gpm)earotaodabomba(rpm).Tambmnotequeavazodestasbombasaproximadamente constante ao longo de uma extensa faixa de presso. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 132 Fig. 6.31 Curvas de desempenho de uma bomba de pistes de deslocamento varivel com USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 133 6 pol.3. Fig. 6.32 Curvas de desempenho de bombas de pistes radiais. Avazoinfinitamentevarivelentreopontodevazoconstantedireitadaretaeavazo nula. As curvas de eficincias volumtrica e global so baseadas sobre uma presso na descarga da bomba de 2000 psi. AFig.6.33contmumacartamostrandoumacomparaodosvriosfatoresdedesempenho parabombashidrulicas.Emgeral,asbombasdeengrenagemsoasmaisbaratasmastambmas queoferecemumpiordesempenho.Emadio,aeficinciadebombasdeengrenagensreduzida rapidamentepordesgaste,oqualcontribuiparaaltoscustosdemanuteno.Aeficincia volumtrica grandemente afetada pelas seguintes perdas por vazamento, as quais podem aumentar rapidamente devido ao desgaste: 1. Vazamento ao redor da periferia externa das engrenagens; 2. Vazamentos atravs das faces das engrenagens; 3. Vazamentos nos pontos aonde os dentes das engrenagens fazem contato. Fig. 6.33 Comparao dos vrios fatores de desempenho para bombas. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 134 Tipo de bombaClasse de presso (psi) Classe de rotao (rpm) Eficincia global (%) Razo hp por lbf Capacidade de vazo (gpm) Custo (dlares por hp) engrenagens externas 2000-30001200-250080-9021-1504-8 engrenagens internas 500-20001200-250070-8521-2004-8 palhetas1000-20001200-180080-9521-806-30 pistes axiais2000-120001200-300090-9841-2006-50 pistes radiais3000-120001200-180085-9531-2005-35 Bombas de engrenagens so simples no projeto e compactas no tamanho. Desta forma, elas so o tipomaiscomumusadoemcircuitosdepotncia.Omaiornmerodeaplicaesdebombasde engrenagens est em equipamentos mveis e em mquinas ferramenta. Aeficinciae o custo de bombas de palhetas se situamentre as deengrenagense as bombas de pistes.Asbombasdepalhetastemboaeficinciaeduraoporumperodorazoavelmentelongo de tempo. Contudo, o desempenho satisfatrio e contnuo para este tipo de bomba depende do grau decontaminaodoleoedeboalubrificao.Excessivasrotaespodemcausarproblemas operacionais. As perdas por vazamentos em bombas de palhetas ocorrem atravs das faces do rotor e entre as placas de desgaste de bronze e o anel de presso. Asbombasdepistessoasmaiscaraseoferecemomaisaltonveldeeficinciaglobal.Elas podemseroperadasemaltasvelocidades(at5000rpm),oferecendoumaaltarelao potncia/peso. Elas essencialmente produzem um fluxo no pulsante e podem operar em altos nveis de presso. Devido s rigorosas tolerncias de fabricao dos pistes e carcaa, estas bombas tem as mais altas eficincias. Visto que nenhuma carga lateral ocorre nos pistes, a expectativa de vida til das bombasde vrios anos. Contudo, devido ao seuprojeto complexo, as bombas de pistesno podem, em princpio, ser reparadas em campo. 6.8 Rudo em bombas Rudo um som que as pessoas consideram indesejvel. Por exemplo, exposies prolongadas a rudoselevadospodemresultaremperdaauditiva.Adicionalmente,osrudospodemabafarsons que as pessoas querem ouvir, tais como as vozes provenientes de dilogos entre operadores e sinais sonoros de aviso emanados de algum equipamento de segurana.Ossonsqueaspessoasouvemsoprovenientesdasondasdepressoqueatravessamoar.As ondas de presso, as quais possuem amplitudee freqncia, so geradas por umobjeto vibrante tal comoumabomba,ummotorhidrulico,ouumatubulao.Oouvidohumanorecebeasondas sonoraseasconverteemsinaiseltricosquesotransmitidosaocrebro.Ocrebrotraduzestes sinais eltricos na sensao de som. Ocomprimentodeumaondasonora,oqualdependedaamplitudedapresso,descritopela intensidade. A intensidade definida como a taxa na qual a energia sonora transmitida atravs de umareaunitria.Notequeestaadefiniodepotnciaporunidadederea.Comotal,a intensidadetipicamenterepresentadaemunidadesdeW/m2.Contudo,geralmenteprtico expressar esta taxa de transferncia de energia em uma unidade chamada decibis (dB). Os decibis doasgrandezasrelativasdeduasintensidades,sendoumaaintensidadesonoramaisfracaqueo USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 135 serhumanopodecaptar.Umbel(1bel=10dB)representaumagrandevariaonaintensidade sonora. Portanto tem se tornado uma prtica padro expressar a intensidade do som em unidades de dB. Notequeaintensidadesonoraeaintensidadeacsticasubjetiva(loudness)nosoamesma coisa,vistoqueaintensidadeacsticadependedaaudiodecadapessoaindividualmente.A intensidadeacsticadeumsompodediferirparaduaspessoassentadasprximasumaaoutrae ouvindoamesmafontesonora.Aintensidadedeumsom,que representaaquantidadedeenergia pertencente ao som, pode ser medida e portanto no depende da pessoa que o est ouvindo. UmdBaproximadamenteigualamenormudananaintensidadequepodeserdetectadapela maioriadaspessoas.Aintensidadesonoramaisfracaqueoouvidohumanopodecaptar considerada igual a 0 dB. Em contraste, intensidades sonoras de 120 dB ou maiores produzem dor e podem causar perdas auditivas permanentes.A Fig. 6.34 fornece exemplos de alguns sons comuns e os correspondentes nveis de intensidade em dB. Fig. 6.34 Nveis de sons comuns (dB). limiar da dor estrondoso muito alto alto moderado fraco muito fraco 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 jato de turbina prensa hidrulica rebitador banda de rock trfego urbano bombas de engrenagens bombas de palhetas bombas de pistes bombas de parafusos escritrio coletivo escritrio privado conversao normal sussurro de folhas murmrios limiar da audio humana ComomostradonaFig.6.34,umnvelsonorode90dBconsideradomuitoaltoe representado como um nvel de som de bombas de engrenagens. A Occupational Safety and Health Agency (OSHA) - Agncia de Sade e Segurana Ocupacional americana, estipula que 90 dB(A) omximonvelsonoroqueumapessoapodeserexpostaduranteumperodode8horasemum local de trabalho. A letra A seguindo o smbolo dB significa que o equipamento de medida do nvel sonoroutilizaumsistemadefiltrosquesimulamaisproximamenteasensibilidadedoouvido humano. OnvelsonoroemdBobtidotomandoologaritmoembase10darazoentreaintensidade sonora e a intensidade sonora mnima audvel. O logaritmo usado porque mesmo a intensidade do mais moderado som (50 dB, por exemplo) na verdade 105 vezes a menor intensidade que pode ser detectadapeloouvidohumano(0dB).Usandoumaescalalogartmica,esteenormefatorpodeser reduzido a um nmero mais adequado, como mostra a equao seguinte: USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 136 .J. JI BII= loglimiar auditivo (6.12) aondeI = a intensidade do som considerado, em W/m2; I[limiar auditivo] = a intensidade sonora no limite da audio humana, em W/m2; I [B] = a intensidade sonora considerada em bels. Portanto, para uma intensidade sonora moderada, tem-se: . JIsom moderado= = log10 55 B

Isto significa que se bels so usados, a intensidade varia de 0 a somente 12 para a faixa completa de sons, at o limite da dor. Esta uma faixa bem restrita. Para aumentar esta faixa por uma fator de 10, o decibel usado ao invs do bel, atravs da seguinte equao: . J. JI dBII= 10 loglimiar auditivo (6.13) Logo, para um som moderado, o nvel em decibis : . JIsom moderado= = 10 1 0 logdB Estes valores esto de acordo com aqueles dados na Fig. 6.34. A eq. (6.13) pode ser rescrita para determinaraquantidadequeaintensidadedosomaumentaemunidadesdedBsesuaintensidade em W/m2 aumenta em um dado fator. A equao aplicvel : dBIIaumentofinal= 10loginicial (6.14) Para o exemplo, se a intensidade (em W/m2) de um som dobra, um aumento em dB torna-se: dBaumento= = 10 2 301 log ,dB(6.15) Este resultado significaque se aintensidade sonora aumenta de somente 3,01 dB, a intensidade dobra em unidades de W/m2. Portanto a mudana na intensidade de um som de somente uns poucos dB significante. Ocontroledonvelderudocriticamenteimportanteemtermosdaprevenodeacidentes devidoaoabafamentodesonsdealarmebemcomonaproteodoouvidohumanocontraperdas auditivas permanentes. O abafamento sonorodescreve a capacidadede um somde tornar oouvido humanoincapazdeperceberumsegundosom,talcomoosomprovenientedeumalarmede segurana. Em geral, a reduo de rudo deve ser promovida como segue: USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 137 1.Mudandoafontederudo,talcomoumabomba.Osproblemasaquiincluemmaualinhamento entreabombaeomotor,placasdoacoplamentoentrebomba/motorinstaladasincorretamente, cavitao na bomba, e excesso de presso ou rotao na bomba. 2.Modificandooscomponentesconectadosafonteprimriaderudo.Umexemploo grampeamento de tubulaes hidrulicas em suportes com localizao especfica. 3. Usando materiais abafadores de som em janelas e reparties. Esta prtica reduzir a reflexo de ondas sonoras para outras reas do prdio aonde o rudo pode ser um problema. Orudoumparmetrosignificanteusadoparadeterminarodesempenhodeumabomba. Qualqueraumentononvelderudoindicanormalmenteumaumentodedesgasteeumafalha iminentedabomba.Asbombassoboasgeradorasmaspobresradiadoresderudos.Comotal,as bombassoosequipamentosquemaiscontribuemparaformaoderudosemumcircuitode potncia. Contudo, o rudo que ns ouvimos no o som vindo diretamente da bomba. Ele inclui a vibraoeapulsaodofluidoproduzidospelabomba.Asbombasgeralmentesocompactase, por causa deste relativo pequeno tamanho,elas so pobres radiadoresde rudos,especialmentenas freqncias mais baixas. Os reservatrios, motores eltricos e tubulaes so maiores e portanto so melhores radiadores. Assim, vibraes ou pulsaes induzidas nas bombas podem causar a elas um rudoaudvelradiadomaiorqueaqueleprovenientedaprpriabomba.Emgeral,bombasde deslocamento fixo so menos ruidosas que unidades de deslocamento varivel porque elas possuem uma construo mais rgida.Comoilustradona Fig. 6.35, a rotao da bomba temum forteefeito sobreo rudo,enquanto a pressoeotamanhodabombateminflunciasiguaismasmenoresquearotao.Vistoqueestes trs fatores determinam a potnciada bomba, eles fornecem uma indicaodo nvelde rudo. Para seconseguirnveisderudomaisbaixos,usearotaomaisbaixapossvel(1000a2000rpm)e selecione as combinaes mais vantajosas de tamanho e presso para oferecer a potncia necessria. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 138 Fig. 6.35 Dados mostrando o efeito da variao de tamanho, presso e rotao da bomba sobre a gerao de rudo. Existeaindaoutroproblemarelativoaorudo,chamadocavitao,quepodeocorrerdevidoao arraste de bolhas de ar no fluido hidrulico ou vaporizao do fluido hidrulico. Isto ocorre quando alinhadesucoexcessivaeapressodeentradana bombacaiabaixodapressodevapordo fluido(usualmenteemtornode-5psi).Comoresultado,bolhasdearouvapor,queformamuma regiodebaixapressonabomba,entramemcolapsoquandoatingemaregiodedescarga alta pressonabomba.Istoproduzaltasvelocidadesdefluidoeforasdeimpacto,asquaispodem erodir os componentes metlicos e encurtar a vida til da bomba. Asseguintesregrascontrolamoueliminamacavitaonabomba,mantendo-seapressode suco da bomba acima da presso de vapor ou saturao do fluido: 1. Manter a velocidade na linha de suco abaixo de 5 ft/s. 2. Manter a linha de suco a mais curta possvel. 3. Minimizar o nmero de conexes na linha de suco. 4. Montar a bomba o mais prximo possvel do reservatrio. 5. Usar filtros que provoquem pequenas quedas de presso, como filtros indicadores. 6.Usaroleoespecificadopelofabricantedabomba.AFig.6.36mostraafaixatimade viscosidades e temperaturas para uma boa operao da bomba. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 139 Fig. 6.36 Faixa preferencial de viscosidades do leo e temperaturas de operao. Aimportnciadocontroledetemperaturaestnofatodequeaumentosdetemperatura tendemaaceleraraliberaodearoubolhasdevapor.Portanto,astemperaturasdoleo devero ser mantidas na faixa de 120 oF a 150 oF para fornecer uma tima faixa de viscosidade e amximaresistnciaaliberaodebolhasdearevaporparareduzirapossibilidadede cavitao. Orudodabombacriadoquandooscomponentesrotativosinternosaumentam abruptamenteapressonofluidoentreaentradaeasadadabomba.Esteaumentosbitode pressoumfatorfundamentalnaintensidadedosrudos dabomba.Portanto,onvelderudo no qual uma bomba opera depende grandemente do projeto da bomba. Bombas de engrenagens e USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 140 palhetas geram um rudo muito maior do que bombas de parafusos. A Fig. 6.37 fornece os nveis de rudo aproximados associados com vrios projetos de bombas. Fig. 6.37 Nveis de rudo para os vrios tipos de bombas. Projeto da bombaNvel de rudo (dB-A) engrenagem80-100 palheta65-85 pisto60-80 parafuso50-70 6.9 Seleo de bombas Asbombasdevemserselecionadaslevandoemcontaumnmerodeconsideraesparaum circuitodepotnciahidrulicocompletoenvolvendoumaaplicaoemparticular.Entreestas consideraesestoosrequerimentosdevazo,avelocidadederotao,aclassedepresso,o desempenho,aconfiabilidade,amanuteno,ocustoeonvelderudo.Aseleodeumabomba segue, em geral, a seguinte sequncia de procedimentos: -Selecionar a presso no circuito. -Selecionar o atuador (cilindro hidrulicooumotor) apropriado, baseado nas cargas encontradas e na presso requerida; -Determinar a vazo requerida; -Determinararotaodabombaeselecionaromotor.Isto,juntocomoclculodavazo, determina o tamanho da bomba (deslocamento volumtrico). -Selecionarotipodebombabaseadonaaplicao(engrenagens,palhetasoupistes,de deslocamento fixo ou varivel). -Selecionaroreservatrioeosdemaiscomponentes,incluindotubulaes,vlvulas,cilindrose motores hidrulicos, entre outros. -Calcular o custo total do sistema. -Considerarfatorescomonvelderudo,perdasdepotncia,necessidadedeinstalaodeum trocadordecalordevidoaocalorgerado,eserviodemanutenoprogramadaparaoferecer uma vida til prolongada ao circuito hidrulico. Geralmente,repete-seasequnciadeprocedimentosvriasvezescomvriostamanhosetipos de componentes. Posteriormente o procedimento repetido para vrios circuitos alternativos, sendo o melhor circuito selecionado para uma aplicao especfica. Esteprocessochamadootimizao.Elepermiteselecionarumacombinaodecomponentes docircuitoparaproduziromelhordesempenhopossvelaumcustomnimodeacordocomos requerimentos de uma aplicao em particular. 6.10 Intensificadores de presso USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 141 Emboraumabombasejaumafontedepotnciaprimriaparaumcircuitohidrulico,unidades auxiliaresfreqentementesoempregadascompropsitosespecficos.Taisunidadesso conhecidas como intensificador de presso ou booster.Umintensificadordepressousadopara aumentarapressoemumcircuitohidrulicoaum valoracimadapressodedescarganabomba.Elerecebeumescoamentoaaltavazoerelativa baixa presso e converte uma parte deste escoamento alta presso. A Fig. 6.38mostra umavistaemcortede um boosterRacine.A construo interna consistede umgrandepistodemovimentoalternativoautomticoquetemduaspequenashastesnas extremidades(vejatambmFig.6.39).Estepistotemumagrandereatransversalexpostaao escoamento a baixa presso proveniente da bomba. A fora do leo a baixa presso move o pisto e faz com que a pequena rea da haste do pisto force o leo a sair a uma presso intensificada. Este dispositivo simtricoem relao a uma linha de centro vertical. Portanto, quando o pisto grande realiza um movimento alternativo, as vlvulas do lado esquerdo e direito da unidade duplicam uma a outra a cada curso do pisto maior. Fig. 6.38 Fotografia mostrando uma vista em corte do intensificador de presso. Fig. 6.39 Esquema mostrando o percurso do leo no intensificador de presso. Oaumentonapressodiretamenteproporcionalarazodasreasdaseotransversaldo pisto maior e da haste. O volume de sada inversamente proporcional a esta mesma razo. alta pressao de descargabaixa pressao de entradaarea do pistaoarea da hastealta vazao de entradabaixa vazao de descarga= =(6.16) OsboostersdepressoRacinesodisponveiscomrelaesdereasde3:1,5:1e7:1, desenvolvendopressesa5000psiedescargasde7gpm.Existemmuitasaplicaesparaos intensificadores de presso tais como a eliminao de uma bomba de alta presso/baixa vazo usada emconjuntocomumabombadealtavazo/baixapresso.Emumaaplicaocomoaprensade puncionar,porexemplo,necessrioestenderocilindrohidrulicorapidamenteusandopouca presso para queo puno chegue a chapa demetalomais rpido possvel.A partir da, o cilindro deveexercer amaior fora possvel usando uma pequenavazo.A foraelevadanecessria para puncionarapeadetrabalhoapartirdachapademetal.Vistoqueachapafina,somenteuma pequena quantidade de fluxo requerida para realizar a operao de puncionamento em um perodo USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 142 curtodetempo.Ousodointensificadordepressoresulta emummenorcustodeproduonesta aplicaoespecfica, poisele substitui uma bombadealta presso, de alto custo, quenormalmente seria requerida. Exemplo 6.8 leo a 20 gpm e 500 psi entra na porta de baixa presso de um intensificador Racine de relao 5:1. Encontre a vazo de descarga e a presso intensificada. Soluo: Aplicando a eq. (6.15): alta pressao de descargabaixa pressao de entradaarea do pistaoarea da hastealta vazao de entradabaixa vazao de descarga= = alta pressao de descarga500 psi5120 gpmbaixa vazao de descarga= = Resolvendo para os valores desconhecidos, tem-se: alta presso de descarga = 5-500 = 2500 psi baixa vazo de descarga = 20/5 = 4 gpm 6.11 Classe de desempenho de bombas no sistema mtrico Dadosdedesempenhoparabombashidrulicassomedidoseespecificadosemunidades mtricas bem como em unidades inglesas. A Fig. 6.40 mostra curvas reais de desempenho para uma bombadepalhetascompressocompensada,deslocamentovarivel,modeloVickersVVB20, operando a 1200 rpm. As curvas fornecem valores de vazo (gpm), eficincia e potncia (hp e kW) versuspressodesada(psiebar).Estabombaemparticular(vejaFig.6.40)podeoperarem velocidadesentre1000e1800rpm,classificadaem2540psi(175bar)etemumdeslocamento volumtrico nominal de 1,22 pol3/rev (20 cm3/rev). A Fig. 6.41 mostra a vista em corte desta bomba contendodimensesempolegadasemilmetros.Emboraascurvasforneamvazesemgpm,as vazes em litros por segundo so usualmente especificadas. Dados de desempenho Tpicos para bombas simples a 1200 rpm, de deslocamento volumtrico mximo com leo a 150 SUS e 104 oF (40 oC). Notar que as caractersticas do compensador na curva de vazo so mostradas para cada diagrama de controle.USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 143 Fig. 6.40 Curvas de desempenho disponveis para uma bomba de palhetas com presso compensada, de deslocamento varivel e rodando a 1200 rpm. USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 144 Fig. 6.41 Vista em corte da bomba de palhetas contendo dimenses em milmetros e polegadas. Umlitro igual a 1000 cm3ou 0,001m3 (umlitrodefinidocomovolumede umcubo tendo ladosdecomprimentoiguala10cm).Emtermosdeunidadesinglesas,oseguintefatorde converso aplicvel, visto que 1 pol = 2,54 cm: 1 6103L =1000 cm1 pol2,54 cm pol3 3- '

+'= ,Exemplo 6.9 USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 145 Uma bomba tem um deslocamento volumtrico de 100 cm3. Ela libera 0,0015 m3/s a 1000 rpm e 70bars.Seomotoreltricotemumtorquedesadade120 Nm,calculeaeficinciaglobalda bomba e o torque terico requerido para operar a bomba. Soluo: Aplicando a eq. (6.1):

, V = - =Dcmrevmcm10011000 00013 33 m3/rev Ns temos que:

, / , V = V = - =T DNmrevrev s 0 00011000600 001673 m3/s Agora, vamos resolver para a eficincia volumtrica: LvRT= VV- = - =

,,, 1000 00150 00167100 89 8 % Resolvendo para a eficincia mecnica, fica: LxmTPTN=V- =- -- -- =

,, 10070 10 0 00167120 1000260100 9305 % Note que o produto TN fornece a potncia em unidades (W) aonde o torque T tem unidades de N.m e a rotao do eixo dada em rad/s. Finalmente, podemos resolver para a eficincia global: LLLov m= =-=10089 8 930100835, ,,% O torque terico pode ser calculado como: T TT R m= = - = L 120 0 93 112 ,N.m USF - UNIVERSIDADE SO FRANCISCO CCET - Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas Campus Itatiba CIRCUITOS DE POTNCIA HIDRULICOS E PNEUMTICOS 146 Lista de Exerccios 6.1 Qual a vazo terica de uma bomba de pistes axiais com deslocamento volumtrico fixo, quepossuinovecilindrosoperandoa2000rpm?Cadapistotemdimetrode15mme curso de 20 mm. 6.2Umabombadepalhetastemumdeslocamentovolumtricode115cm3.Elatemumrotor com63,5mmdedimetro,umanelexcntricocomdimetroiguala88,9mm,euma largura de palheta igual a 50,8 mm. Qual deve ser sua excentricidade? 6.3Determineaeficinciaglobaldeumabombaacionadaporummotoreltricode10hp.A bomba descarrega fluido a 40 l/min na presso de 10 MPa. 6.4 Uma bomba tem um deslocamento volumtrico de 98,4 cm3. Ela libera 0,0152 m3/s de leo a 1000 rpm e 70 bars. O torque de entrada na bomba 124,3 N.m. Determine: a. Qual a eficincia global da bomba? b. Qual o torque terico requerido para operar a bomba? 6.5 Para o circuito a seguir, os seguintes dados so fornecidos: dimetro do pisto: 8 pol dimetro da haste do pisto: 4 pol velocidade de atuao do cilindro durante o curso de trabalho: 3 pol/s carga externa no cilindro: 40000 lbf eficincia volumtrica da bomba: 92% eficincia mecnica da bomba: 90% rotao da bomba: 1800 rpm presso de entrada na bomba: -4,0 psi Aquedadepressototalnosistema,daportadedescargadabombaataentradado atuador,de75psi.Aquedadepressototalnalinhaderetorno,ouseja,dasadado atuador (lado da haste) at a entrada do reservatrio, de 50 psi. Determine: a. Deslocamento volumtrico da bomba. b. Potncia de entrada em hp requerida para acionar a bomba. c. Torque de entrada requerido para girar a bomba. d.Percentagemdapotnciainseridanabombaefetivamenteutilizadaparafixara carga.