Vazão em Hidráulica: Conceitos e Exemplos Práticos

7 Vazão Q Na hidráulica a vazão é designada como Q e pode ser determinada através da relação entre o volume do fluido que escoa por um tubo e o tempo que esse volume leva para escoar Esta relação é expressa pela equação Por exemplo aproximadamente um minuto é requisitado para preencher um balde de 10 litros Desse modo a vazão resultante é igual a 10 lmin PRINCÍPIOS FÍSICOS DA HIDRÁULICA Parte 02 Vazão é o termo usado para descrever o volume de líquido fluindo através de um tubo durante um período específico de tempo Exemplo 1 Qual é o volume de fluido que escoa em uma tubulação hidráulica sabendose que a vazão de fluido é de 42 lmin e que o período de escoamento é t 10s Dados Q 42 lmin t 10s V Exemplo 2 Qual é o tempo gasto para preencher um recipiente de volume V 105 l sabendose que o fluido escoa para dentro do recipiente com uma vazão de 42 lmin Dados V 105 l Q 42 lmin t 8 Equação da Continuidade Sabendose que ou Onde s espaço percorrido pelo fluído m v velocidade do fluído ms t tempo s E que V A x s Onde V volume do fluído deslocado A área da seção do tubo por onde escoa o fluído s espaço percorrido pelo fluído Temos que Logo Que é conhecida como equação de continuidade Onde Q vazão m³s A área da seção do tubo por onde escoa o fluído m² v velocidade ms A partir dessa fórmula derivam as outras duas Para calcular a área da seção do tubo E para calcular a velocidade do fluído Exemplo1 Em uma tubulação hidráulica um fluído deve escoar a uma velocidade de 35 ms com uma vazão de 42 lmin Qual deve ser a área da seção dessa tubulação Dados v 35 ms Q 42 lmin A Lembrar que 1 l 1 dm³ 1000 cm³ Exemplo2 Em um tubo com área de seção transversal A 028 cm² escoa um fluído à uma vazão de 42 lmin Qual é a velocidade de escoamento desse fluído Dados A 028 cm² Q 42 lmin v Sabemos que Onde V volume do fluído deslocado A área da seção do tubo por onde escoa o fluído s espaço percorrido pelo fluído E que Substituindo a primeira na segunda temos Que muitas vezes será útil para determinar a vazão necessária para cilindros hidráulicos Exemplo Qual é a vazão necessária para um cilindro hidráulico avançar sabendose que a área do êmbolo é de 8cm² o curso da haste é s 10cm e o tempo de avanço da haste é de 1min Dados A 8 cm² s 10 cm t 1 min 1 l 1000 cm³ 1 cm³ 103 l 1 cm³ 𝟏 𝟏𝟎𝟎𝟎 l 80 1000 A vazão de um líquido através de um tubo sendo constante implica que variações na área de seção transversal do mesmo resultará em variações de velocidade pois pela equação da continuidade temos Assim quando a vazão é constante a diminuição do diâmetro do tubo variação de área da seção transversal implica em um aumento da velocidade A₁ x v₁ A₂ x v₂ Exemplo Considerando a figura abaixo Uma bomba de vazão 10 lmin aciona um cilindro com um êmbolo de diâmetro d₂ 32mm e uma entrada com diâmetro d₁ 6mm Qual é a velocidade v₂ de avanço da haste do cilindro e a velocidade v₁ do fluxo na entrada do cilindro Dados Q 10 lmin d₂ 32 mm d₁ 6 mm v₁ v₂ Considerando a figura abaixo temos Dados de diâmetro do êmbolo 63mm 63cm dh diâmetro da haste 35mm 35cm c curso do cilindro 500mm 50cm aForça de avanço bForça de retorno cVelocidade de avanço dVelocidade de retorno eTempo de avanço fTempo de retorno Exemplo1 de cálculos com cilindros Sabendose que a pressão de trabalho do sistema é de 50 bar 50Kgfcm² e que a vazão é de 70 lmin calcule a Força de avanço Fa Cálculo da área do êmbolo Dados de 63cm dh 35cm c 50cm Cálculo da força de avanço b Força de retorno Fr Cálculo da área da haste Cálculo da área efetiva no retorno Cálculo da força de retorno c Velocidade de avanço va d Velocidade de retorno vr e Tempo de avanço ta f Tempo de retorno tr c 50cm va 3754 cms c 50cm vr 5429 cms Exemplo2 de cálculos com cilindros Um cilindro hidráulico tem as seguintes características diâmetro do êmbolo 12cm diâmetro da haste 5cm curso 70cm Sabendose que a pressão de trabalho do sistema é de 80 bar 80Kgfcm² e que a vazão é de 20 lmin calcule aForça de avanço bForça de retorno cVelocidade de avanço dVelocidade de retorno eTempo de avanço fTempo de retorno Cálculo da força de avanço b Força de retorno Fr Cálculo da área da haste Cálculo da área efetiva no retorno Cálculo da força de retorno a Força de avanço Fa Cálculo da área do êmbolo c Velocidade de avanço va d Velocidade de retorno vr e Tempo de avanço ta f Tempo de retorno tr REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Parker Training Tecnologia Pneumática Industrial Apostila M1001 BR Agosto 2000 SENAI SC Pneumática e Técnicas de Comandos Florianópolis SENAISC 2004 100 p Festo Didatic Brasil P111 Introdução à Pneumática Agosto 1999