apres.schp-113.ppt

Sistemas de Comando/Controle

Hidráulico e Pneumático

2013/1

João Cícero da [email protected]

Salas 1M 216, 1M 127 e 5H4

mailto:[email protected]

SCHP– Curso: Engª Mecânica ( ) , Mecatrônica( ) ou ( )

Controle e Automação– Turma:1S13– Apresentação da Disciplina– Programa– Metodologia– Bibliografia– Avaliação– Comentários

SCHP

Objetivo Geral=Proporcionar uma visão ampla da aplicação dos conceitos da Energia Fluídica nos Sistemas Automatizados e Automáticos de forma dedicada, embarcada, híbrida e se utilizando de outras formas de energia como a Eletro-Eletrônica de Potência e Digital.

Objetivo Específico=Aprimorar o conhecimento dos sistemas e processos que se utilizam de dispositivos hidráulicos, pneumáticos e a vácuo e suas combinações a fim de aplicá-los no âmbito de projeto, especificação, seleção, fabricação, montagem, operação e manutenção.

SCHPApresentação da Disciplina

-Tecnologia multidisciplinar e multiusuário oriunda da Ciência Fluídica.-Da Mecânica dos Fluídos origina – se os Sistemas Estáticos e Dinâmicos

de Energia Fluídica.-Os Sistemas envolvem as energias:mecânica, elétrica, eletrônica,

hidráulica*, pneumática, vácuo, térmica, química, eólica, biomassa e nuclear isolados ou combinados.

-Foco da disciplina:Comando e Controle de Sistemas e Sub – Sistemas Hidráulico, Pneumático, Vácuo isolados ou combinados com outros Sistemas e Sub-Sistemas(mecânico,elétrico e eletrônico).

-Integração com outras Tecnologias( Automação, Robótica, Domótica, Automatização, Softwares:CAE,CIM,CAM,SolidWorks,Automation Studio, FluidSim…)

-Créditos: FLUITRÔNICA(NEI-Outubro de 2000) , a PNEUTRÔNICA(BOLLMANN) a Bibliografia de Referência.

*)Hidromecânica = Hidrostática + Hidrodinâmica (Industrial e Móbil ou Móvel). Variação: Hidromecatrônica=Hidromecânica +

Eletrônica.

SCHPEmenta da Disciplina

Introdução à Energia Fluídica-Introdução à Pneumática-Hidráulica Industrial e Móbil(Móvel)-Eletropneumática-Eletrohidraúlica-Sistemas de Geração ou Produção da Energia Fluídica e Vácuo-Preparação, Distribuição e Utilização da Energia Fluídica-A Eficientização Energética aplicada à Energia Fluídica.

Aplicação da Hidráulica , Pneumática e Vácuo-Introdução à Automação Industrial-Circuítos Fundamentais Básicos-Fluídos(Ar Comprimido, Hidráulico e Outros)-Instalações e Componentes de um Sistema de Compressão, Bombeamento e de Produção de Vácuo.

SCHPPrograma

1.0)Apresentação da Disciplina(Objetivos:Geral e Específico).2.0)Introdução, Histórico , Conceitos e Aplicações.3.0)Processos Artesanais/Manuais, Mecanizados/Automatizados(Comando) e Automaticos(Controle).4.0)Legislação, Normas Técnicas e Recomendações.5.0)Terminologia e Revisão de Conceitos da Mecânica dos Fluídos.6.0)A Pneumática , o Vácuo e a Criogenia7.0)A Hidráulica de Potência(Industrial e Móbil)8.0)Preparação, Produção, Distribuição e Utilização do Ar Comprimido, Vácuo e Fluído Hidráulico.9.0)Eficiência Energética(foco: Energia Fluídica e Combinações).

SCHP– Programa(Continuação)– 10.0)Desenvolvimento e Implementação

de um Sistema de Ar Comprimido/Gás/Vácuo e Bombeamento de Fluído Hidráulico.

– 11.0)Qualidade da Energia Fluídica(Secagem/Desumidificação e Filtragem).

– 12.0)Seleção e Especificação de Componentes, Acessórios e Materiais de um SAC e BFH.

– 13.0)Introdução aos Circuítos Básicos(Comando Direto).

SCHP– Programa(Continuação)– 14.0)Introdução aos Circuítos

Básicos( Comando Indireto).– 15.0)Desenvolvimento e Aplicação de

Circuítos Fundamentais( Básicos e Especiais ).– 16.0)Arquitetura de um Circuíto

• Normas Técnicas• Cadeia de Comando.• Diagramas• Simulação pelo FluidSim-P e H ou similar• Simulação em Bancada.

SCHP

Metodologia-Exposição do conteúdo programático oral,

escrito e apresentações ( Parte Teórica )-Atividades de Laboratório ( Parte Prática ) ,

compondo se de 9 aulas presenciais em turmas de 10 participantes. Estas atividades são denominadas de AL 1 , 2, …, 8 com a emissão do relatório de participação por grupo de no máximo 4 alunos.

SCHP

-Comentários e considerações sobre a legislação, normas técnicas, bibliografia , periódicos e divulgação técnica através de catálogos, folders, portfolios, congressos e feiras.

-Considerações sobre as aplicações e os estudos de casos.

-Interatividade.-Recomendações.

SCHP

Bibliografia

LITERATURA BÁSICA 1) PALMIERI , A. C. Manual de Hidráulica Basica. Porto Alegre: Ed. Albarus., 1994. 2) FESTO Didactic. Introdução à Pneumática. São Paulo : Ed. Festo, 1995. 3) FESTO Didactic. Análise e Montagem de Sistemas Pneumáticos. São Paulo : Ed. Festo, 1995. LITERATURA ADICIONAL a) FESTO Didactic. Introdução à Hidráulica. São Paulo : Ed. Festo, 1995. b) STEWART,H. L. Pneumática e Hidráulica. São Paulo : Ed. Hemus, 1995. c) PROCEL/ ELETROBRÁS/ FUPAI

SCHPLiteratura Básica(Cont.)4)BOLLMANN,A.Fundamentos da Automação

Industrial Pneutrônica.São Paulo, ABHP,1977.5)BONACORSO,N.;NOLL,V.Automação

Eletropneumática.3ª Ed.São Paulo-Érica , 1999.6)FIALHO,A.B.Automação Pneumática:Projetos,

Dimensionamento e Análise de Circuítos.São Paulo-Érica , 2003.

7)NATALE,F.Automação Industrial.4ª Ed.São Paulo- Érica,2002

8)SILVEIRA,P.R.;SANTOS,W.E.Automação e Controle Discreto.São Paulo:Érica, 1999.

9)VON LINSINGEN,I.Fundamentos de Sistemas Hidráulicos, 2ª Ed. Florianópolis:Editora da UFSC, 2003.

10)Novais, José M. de Almeida-Ar Comprimido Industrial, 2ª Ed., Fund. Calouste Gulbenkian-Lisboa –Portugal-2008

SCHP– Referências Bibliográficas

• Sistemas Aeronáuticos

– Moir, Seabridge – Aircraft Systems: Mechanical, Electrical, and Avionics Subsystems Integration, AIAA Education Series, 2001.

– Lombardo - Advanced Aircraft Systems, Pratical Flying Series, 1993.

– Delp, Bent, McKinley – Aircraft Maintenance and Repair, 5th Edition, 1986.

• Sistemas Hidráulicos

– Gree – Aircraft Hydraulic Systems, John Wiley, 1985. – Lewis, Stern – Design of Hydraulic Control Systems,

McGraw-Hill, 1962.

SCHPCursos Similares em outras IFES e Empresas-Prof. Gorgulho-UNIFEI-Prof. Ruy Aguiar – ISEL-Prof. Victor.J. De Negri – UFSC-Prof. Hermini-UNICAMP-Prof. Luiz Eduardo-IFET-SP-Prof. Marco Antônio Ribeiro-Petrobrás-Prof. Luiz Rosa-FATEC-Prof. Eurípedes-UNICAMP-Prof. Emílio C.Nelli-Poli-USP-Prof. Marcelo Coelho-IFET-SP-Prof.Luiz rosa-UNESP-Parker, SMC, Bosch, FESTO, Shulz, Fargon, Metalplan, PROCEL, Spirax

Sarco, Atlas Copco, Ingersoll Rand, Chicago Pneumatic, HDA, Reitz, Rexnord, Vickers, Rexroth, Komatsu, Wabco, Dynapac, Caterpillar, Garret,Volvo, ZF, Monroe, Cofap, Nakata, Vargas, Huber Warco,Auto Esporte, Case, Michigan, Michelin, Goodyear, Dresser, Firestone, Eaton,JCB...

Modelagem Matemática de Sistemas Fluídicos

Referência


GARCIA, Claudio. Modelagem e simulação de processos industriais e de sistemas eletromecânicos. 2 ed. rev. ampl. 1 reimpr. São Paulo: Edusp, 2009. 678 p. (Série Acadêmica, 11 (EdUSP)). Inclui bibliografia (ao final de

cada capítulo). ISBN 9788531409042. Resumo:Dirigido tanto à pesquisa acadêmica quanto ao emprego industrial, esta

reedição revisada e ampliada procura dar uma visão geral sobre a obtenção de modelos matemáticos dinâmicos a partir de conhecimentos teóricos básicos dos processos industriais de sete áreas da engenharia: mecânica, elétrica, eletromecânica, fluídica, térmica, termo-hidráulica e

química. A complexidade dos modelos aumenta gradualmente, apresentando-se, em primeiro lugar, balanços de massa e, ao longo dos capítulos, balanços de quantidade de movimento e de energia. Seguem-

se o modelamento de medidores e atuadores, a linearização de equações, a geração de funções de transferência e a obtenção analítica de

respostas temporais dos modelos. Finalmente, são apresentados a simulação numérica de modelos, conceitos e exemplos de algoritmos

numéricos de integração de sistemas de equações diferenciais ordinárias e exemplos de sistemas em cada uma das sete áreas especialmente

contempladas. .


Notas de conteúdo:1. Introdução e definições gerais

2. Forma teórica de obtenção de modelos matemáticos 3. Representação de modelos através de funções de transferência e de equações em espaço de estados 4. Solução analítica de sistemas dinâmicos lineares

5. Integração numérica de equações diferenciais ordinárias e linguagens de simulação

6. Modelagem analítica de sistemas mecânicos 7. Modelagem analítica de sistemas elétricos

8. Modelagem analítica de sistemas eletromagnéticos 9. Modelagem analítica de não-linearidades em sistemas

mecânicos, elétricos e eletromecânicos 10. Modelagem analítica de sistemas fluídicos 11. Modelagem analítica de sistemas térmicos


12. Modelagem analítica de sistemas termo-hidráulicos 13. Modelagem analítica de sistemas químicos

14. Modelagem dinâmica de medidores e atuadores 15. Exemplos de simulação digital de sistemas elétricos e

eletromecânicos 17. Exemplos de simulação digital de sistemas hidráulicos

18. Exemplos de simulação digital de sistemas térmicos e termo-hidráulicos

19. Exemplos de simulação digital de sistemas químicos Palavras-chave:

DISPOSITIVOS ELETROMECÂNICOS; ENGENHARIA/Modelos; ENGENHARIA/Simulação;

ENGENHARIA DE SISTEMAS; MATEMÁTICA NA ENGENHARIA; PROCESSOS INDUSTRIAIS.

SCHPAvaliação

-A disciplina é ministrada em 48 a 54 HAT e 16 a 18 HAL.-3 Provas Escritas( 1ªPE entre a 15ª à 21ª HA, 2ªPE entre a 33ª

e 39ª HA e 3ªPE entre a 48ª e 54ª HA=Sub-total=64,0).-Projeto de SAC a partir da 33ª HA e ser concluído até a 48ª

HA=Sub-total=10,5-10 Atividades não presenciais – Testes

-1,5/Atividade/Apresentação*10=Sub-total=15,0.-7 Atividades de Laboratório com a Produção de

Apresentações=1,5/Apresentação*7=10,5 Total = 64,0(16+20+28)+15,0+10,5+10,5=100,0.

Relação/Sugestão das ANPs:

T1-Origem, Inventos e Comparação entre as Energias(Pneumática,Vácuo, Hidráulica Industrial , Móbil e Eletro-Eletrônica) (até a 9ª HA)T2-Sistema,Processo,Comando e Controle-Terminologia(até12ªHA)

SCHPAvaliação( Continuação )

Relação/Sugestão das ANPs(Cont.):

T3-Fluídos Hidráulicos.(até 15ªHA)T4-Fluídos Pneumáticos.(até 18ªHA)T5-Estudo de Caso 1:Uma Instalação Industrial e em Estabelecimento de Atendimento à Saúde, de Ar Comprimido e Vácuo.(até 24ªHA)T6-Estudo de Caso 2:Uma Instalação Industrial ou Unidade de Bombeamento de Fluído Hidráulico.(até 30ªHA)T7-Estudo de Caso 3:Uma Instalação de Fluídos Especiais(GNV, GLP, Amônia,…)(até a 36ª HA)


T8-Qualidade,Estabilidade, Compatibilidade dos Fluídos e Materiais (até 39ªHA)T9-Vasos de Pressão e Acumuladores(até 42ª HA)T10-Atividade de Mergulho,Câmaras,Tubulões, Minas Profundas e Ambientes Hipobáricos(até 45ªHA)T11-Extração a vácuo de dejetos dos sanitários de Ônibus ,Aviões e Motores( extra)T12-Bombas de Anel Líquido para produção de Vácuo(extra)T13-Medição de Gases, Vapores e Líquidos sob Custódia, Contabilidade Interna e Índices de Conversão(extra)

Nota:Os alunos(as), poderão substituir uma ou mais atividades sem fugir do tema e no caso de apresentarem mais de 10 atividades, as notas parciais serão redistribuídas . As Apresentações serão em Power Point(produção própria) com o mínimo de 15 “slides” e até 4 participantes por grupo e exposição em plenária(em função da avaliação).

Aula Inicial

SCHP-S=Sistema(é um todo) ou seja: o conjunto das variáveis de entrada, processo, saída e atributos(especificações, set point...)C=Comando:ação cega, órdem, tudo ou nada, liga/desliga, 0 e 1...C=Controle:ação variável ao longo da perturbação entre a partida e a parada de um determinado processo entre este intervalo(Range =faixa de medição e Span ou alcance=diferença entre os extremos).Processo=é a transformação físico-química de uma variável de entrada em variável de saída. Existem outros tipos de Processo.Do comando e do controle derivam se as terminologias:Manual/Mecanizado, Automatizado e Automático(*).(e.g.=Chuveiro )(*)=Há controvérsias.A Mecânica dos Fluídos e Máquinas de Fluxo e Deslocamento (Fluxo, Vazão, Pressão, Velocidade, Potência, Torque, Perdas, Eficiência, Conservação de Massa e EnergiaTemperatura, Qualidade, Composição, Viscosidade, ...),são os pilares da disciplina: SCHP.

Comentários e Exemplos:Sistema Circulatório e Respiratório, Automação embarcada em veículos automotores(transmissão, suspensão, freios, combustão, direção , rolagem e conforto fisiológico), o efeito VIV(Chaminés e Plataformas de Petróleo),Copiadores Hidráulicos(Máquinas Agrícolas).

Segunda Aula Histórico , Conceitos e AplicaçõesCiênciaPesquisa Conhecimento Aplicação Tecnológica

Aplicação Científica e AcadêmicaEnergia Fluídica:

-Transferência de Massa-Industrial-Medicinal, Hospitalar e Ondotológica-Automobolística-Aeronáutica-Alimentícia-Logística-Mineração, Lavra e Siderurgia-Transporte e Movimentação-Usinagem, Solda, Corte e Dobra-Ferramentaria-Transporte Pneumático-Criogenia e Liofilização-Tratamento de Água e Efluentes-Robótica e Instrumentação-Serviços Gerais

Terceira Aula

Equações e Enunciados da Mec.dos Fluídos e MFD -SCHP

-Equação de Laplace Altitude, Temperatura e Pressão-Equação de ClapeyronMassa Específica-Densidade e Peso Específico-Equação Geral dos Gases(Boyle, Gay-Lussac e Charles)-Equação da Continuidade( Conservação da Massa)-Equação de StevinPressão em coluna de líquido-Princípio de Arquimedes Empuxo-Equação de BernoulliConservação da Energia-Princípio de PascallFreio, Prensa…-Nº de Reynolds Tipo de Escoamento-Equação de Darcy-WeisbachPerda de Carga-Fluidos NewtonianosTensão de Cisalhamento e Viscosidade-HPSH NPSHd > NPSHr + 0,5 [mca]-Cavitação

Quarta Aula Medição, Indicação, Alarme, Proteção, Transmissão e Comunicação

-Tomada Externa de Ar ou Óleo-Filtro de Admissão ou Sucção(Vazão , Perda de Carga e Porosidade)-Composição do fluído:MO,VOC,H20,Particulados e o Fluído-Proteção do Filtro de Admissão(By Pass)-Porosidade( em microns ou meshnorma Tyler e ASTM e tabela)-Vacuômetro e Vacuostato na Admissão ou Sucção-Termômetros e Termostatos-Vibrômetros e Vibrostatos( juntas ou luvas de expansão, liras…)-Fluxômetros, Fluxostatos e Rotâmetros -Amortecedores de Pulsação-Vazão de Admissão ou Sucção(FAD, ICFM…)-NPSH(Bomba afogada e não afogada)-Vazão de Saída ou Recalque(ACFM, DLE, DLEc, DLP…)-Rendimentos( nv,niso, nm, nh)-Taxa de Compressão e Relação de Compressão-Pressão de Projeto, Pressão de Ruptura, PMTA=PSV ou PRV, PPMS, PPMI=PT=PS=PU-FSt=FS1.FS2.FS3.FS4.FS5=ou>1,34

Quinta Aula Medição, Indicação, Alarme, Proteção, Transmissão e Comunicação

-Arrefecimento, Resfriamento e CongelamentoMudança de Fase

-UR=Umidade Relativa e GH=Grau Higrométrico

-Volume do Reservatório

-Tempo de Enchimento, Alívio e Carga(Gases)

-Estimativa de Vazamentos

-Estimativa de CLE=Consumo Livre Efetivo e Recalcado

-Estabelecimento da Pressão( Operação Projeto )

-Escala de Pressões de Operação ( Regulagem )

-Perda de Carga do SAC e SBFH

-Cálculo da Potência

Sexta e Sétima Aulas Medição, Indicação, Alarme, Proteção, Transmissão e Comunicação

Exercícios em salaComentários sobre:ISO 4414, JIS B 8370, ASTM E 1444, ASME B 16.34, Cut

Off(Cortar, bloquear)Um cilindro , Shut Off(extinguir, apagar), SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition), Sistemas Fluidomecânicos da Anhanguera, Concentradores de O2 para uso medicinal, Geradores de O2 para aviões(Clorato de Potássio-KClO3, Clorato de Sódio-NaClO3) com ignição por fonte de calor, Adsorvedor de C02(depurador de gás=NaOH + CaOH), Válvulas:(Aplicação, Material, Acionamento, Tipo de Montagem, Coeficiente de vazão, Classe de Pressão e Classe de Vedação, ASME I, II, V, VIII),Um cilindro de O2 de 12 litros, P=230 bar ao explodir E=P.V.450=12.230.450=1242000 Joules=4140 tiros de um 38.Um cilindro de 02 (50 l hidraulicos e P=100 bar) alimenta um paciente que aspira 5 l/min @ 3 bar. Calcule a autonomia para uma pressão de recarga de 30 bar.Flushing(método de limpeza de tubulações hidráulicas com óleo de baixa viscosidade e neutro)

Teste 1

1)Elaborar uma planilha(linhas x colunas) comparando as energiasfluídicas com a elétrica ou eletrônica (10 variáveis).

2)Contextualizar a origem da energia fluídica exemplificando com inventos primitivos(a.C. e d.C. até o século XVII), (pesquisar sobre Heron, Arquimedes, Ktesíbios, entre outros).

3)Contextualizar as vantagens e desvantagens entre a Pneumática e a Hidráulica(exemplificar através das diversas aplicações)(mínimo=3 aplicações de cada ).

4)Definir a terminologia “Pneumática” e “Hidráulica” e as variações.

5)Da Mecânica dos Fluídos, definir “ariête”,“golpe de ariête” e “ariête hidropneumático, paradoxo hidráulico, cavitação, leis e enunciados.

Obs.:Citar a ref.bibliográfica específica para cada questão exceto a wikipédia. Justificar com a modelagem matemática quando pertinente.

Teste 2

1)Elaborar 3 fluxogramas contemplando sistemas manuais/mecanizados, automatizados e automáticos. Exemplificar com fotos ou figuras.

2)Contextualizar a origem e a evolução da Automação Industrial(Dar exemplos com a aplicação da pneumática, hidráulica e vácuo)

3)Contextualizar as vantagens e desvantagens entre Sistema Manual/Mecanizado, Automatizado e Automático.Ilustrar com exemplos.

4)Definir a terminologia e conceituação em Automação Industrial .

5)Definir “elevação do zero”. “supressão do zero” e “zero vivo”.Exemplificar.

6)Abordar sobre a Instrumentação Industrial e diferenciar a terminologia PID e P&ID com exemplos.

Obs.: Citar a fonte de referência para cada questão, justificando a modelagem matemática quando pertinente. Fazer a conclusão sobre a atividade ou teste

Teste 3

1)Classificar e caracterizar os fluídos hidráulicos.Dar exemplos de aplicação bem como suas propriedades.

2)Definir: TAN, TBN, Índice de Viscosidade, Ponto de Anilina, Ferrografia, Shelf Life, Flash Point, Ponto de Fulgor, Autofretagem, Tixotropia , Fluído Magneto-Reológico e Reopético…

3)Contextualizar as vantagens e desvantagens entre um fluído biodegradável ou ecológico, alimentício(IS0 22000), sintético, semi-sintético .

4)Contextualizar as diversas especificações: HD, IS0 VG 32, SAE 40, HLP, 20W50, DIN, API, ASTM, Stoke, Poise .

5)Especificar o óleo hidráulico de uma empilhadeira que opera numa câmara frigorífica a -20ºC.(Anexar o Data Sheet)

Obs.: Citar a fonte de referência para cada questão e justificar a modelagem matemática quando pertinente. Fazer a conclusão da atividade ou teste.

Teste 4

1)Classificar e caracterizar os fluídos pneumáticos.Dar exemplos de aplicação e suas propriedades.

2)Definir: Outros Gases(N02, N20, Nitrox, Trimix,Azoto, Ozônio,…), Criogenia, Livre Caminho Médio, Liofilização, …

3)Abordar sobre as leis e enunciados sobre os gases(ideal, perfeito e real) e os processos e princípios de compressão .

4)Contextualizar as diversas especificações: Ar livre, Ar Normal, Ar Padrão, Ar Atual, Ar de Referência, ANR, FAD, DLE, DLP .Fazer as correlações de conversão.

5)Abordar sobre os rendimentos:volumétrico, isentrópico e mecânico numa compressão.Exemplificar.

Obs.: Citar a fonte de referência para cada questão e a justificativa através das equações.Fazer a conclusão da atividade ou teste.

Teste 5,6 e 7

1)Visitar uma instalação de Ar Comprimido e Vácuo , Comercial, Industrial, Alimentício e de Atendimento à Saúde( exceto no Campus Santa Mônica).

2)Visitar uma instalação de Bombeamento de Fluído Hidráulico(exceto no Campus Santa Mônica)

3)Visitar uma instalação com a utilização de outros fluídos( GNV, GLP, CO2, Amônia)(exceto no Campus Santa Mônica) .

Obs.: -Citar a Empresa(Nome, endereço , ramo de atividade e o Contato)-Fotografar se permitido a instalação e componentes.-Descrever a instalação-Fazer a conclusão observando os pontos fortes e as oportunidades de melhoria.

Obs.: Citar ou anexar catálogos, plano de manutenção, data sheets…

Teste 81)Classificar e caracterizar os sistemas de filtragem e desumidificação e os

respectivos filtros e secadores e onde devem ser instalados?.

2)Definir: filtragem por difusão, impactação , interceptação, coalescência, peneira molecular, caníster, carvão ativo…

3)Abordar sobre a compatibilidade dos materiais expostos aos diversos fluídos .Dar exemplos.

4)Contextualizar as diversas especificações: Razão Beta, Mesh, Porosidade ou Taxa de Filtragem, Perda de Carga, Normas Técnicas(IS0 8573-1 e 4406).

5)Abordar sobre os melhoradores de estabilidade dos fluídos(principalmente os hidráulicos).

6)Abordar sobre a presença de água no ar comprimido e ar/gáses nos fluídos hidráulicos. Definir calço ou martelo hidráulico e pneumático.Exemplificar.

Obs.: Citar a fonte de referência para cada questão. Fazer a conclusão da atividade ou teste.

Teste 91)Classificar e categorizar os sistemas expostos aos fluídos sob

pressão, conforme a NR 13. Exemplificar.

2)Definir: Prontuário , TAG , PMTA ou PMTP , Operação de um vaso de pressão.

3)Abordar sobre os dispositivos de alarme, alívio e segurança de um vaso de pressão .Dar exemplos.

4)Quais os tipos de inspeções são submetidos os vasos de pressão e a metodologia para a realização da inspeção?

5)Abordar sobre a inspeção, manutenção, operação e calibração das válvulas de alívio e/ou segurança .

6)Abordar sobre Disco de Ruptura , Válvula de Tríplice Ação e a Terminologia de uma PRV ou PSV.

Obs.: Citar a fonte de referência para cada questão e fazer a conclusão da atividade ou teste..

Teste 101)Classificar e caracterizar os sistemas submetidos às variações de

pressões

2)Definir: Exame de Anamnese, Câmara de Descompressão, Nitrox, Barotrauma, Cianose, Hipoxia, Hipercapnia, Anoxia, Fi/02….

3)Abordar sobre os dispositivos de Mergulho( amador, livre, esportivo, e profissional).

4)Quais os tipos de doenças e fatores humanos que comprometem a atividade de mergulho?

5)Especificar um kit de mergulho até 30m para 30 minutos com ar comprimido embarcado.

6)Abordar sobre a recarga de um cilindro de mergulho bem como o custo desta recarga e o condicionamento do mesmo.

Obs.: Citar a fonte de referência para cada questão e fazer a conclusão da atividade ou teste.


Relação das Atividades de Laboratório:L0-Apresentação da DisciplinaL1-Apresentação da Infra-Estrutura e Recursos do Laboratório(Semana 3=5T e Semana 4 =5T-Apresentação do Relatório Sobre Perigos/Riscos e Aspectos/Impactos sob a exposição e manuseio dos fluídos em geral e o vácuo.L2-Apresentação de Dispositivos Hidráulicos e Pneumáticos e Aplicações .(Semana 5 =5T e Semana 6=5T. Relatório Sobre as Unidades de Ar Comprimido e Bombeamento de Óleo.L3-Válvulas Industriais ( Parte 1) e Instalações Hidráulicas e Pneumáticas-(Semana 7=5T e Semana 8=5T.Relatório Sobre Válvulas e Bombas Industriais e Compressores.L4-Válvulas Industriais(Parte 2) e Instrumentos.(Semana 9=5T e Semana 10=5T).Relatório Sobre Válvulas Controladoras , Sinais de Atuação e Instrumentos(Pressão, Vazão, Nível, Temperatura e Outros)(Norma ISA S5.1).


Relação das Atividades de Laboratório:L5-Simbologia-Atuadores e Dispositivos Especiais.(Semana 11=5T e Semana 12 = 5T.Relatório Sobre Sobre Simbologia, Atuadores e Válv. Direcionais.L6-Introdução aos Circuítos Básicos Diretos (Semana 13=5T e Semana 14=5T.Relatório Sobre Circuítos Básicos Diretos em conjunto com o L7)L7-Introdução aos Circuítos Básicos Indiretos)(Semana 15=5T e Semana 16=5T.Relatório Final do L6 e L7(Semana=18ª)L8=Simulação e Avaliação de um Sistema Automatizado.

Nota 1:A nota da L8 está inserida numa questão da 3ª PE( Valor :40 a 60% de 28 pontos)

Nota 2:As apresentações seguirão a mesma metodologia das ANPs.Nota 3:O prazo de entrega de um RAL encerra –se no dia da AL

seguinteNota 4:As atividades(ANP e RAL) receberão conceitos: A(1,5), B(1,0),

C(0,5), D(0,25=Atrasados) e E(insuficiente).

Teste L1

1)Definir Perigo e Risco, Aspecto e Impacto de acordo com as normas técnicas exemplificando com a energia fluídica.

2)A exposição direta da energia fluídica causa no corpo humano vários efeitos na forma de danos com lesão ou doença ocupacional.Definir e exemplificar com situações reais(fotos)

3)O que é uma FISP-Q ou MSDS? Anexar dois exemplos(gás e líquido)

4)Preparar um POP sobre a utilização da energia fluídica?

5)O que é um BLEVE e um Colapso de um vaso ou tanque?(Exemplificar com fotos e a descrição do dano material).

Obs.: Citar a fonte de referência para cada questão.

Teste L2

1)Apresentar a aplicação de dispositivos hidráulicos, pneumáticos e vácuo na linha veicular de passeio(leve), carga-rodoviária, ferroviária, marítima, aeronáutica(pesada), off road e off shore.(Exemplificar com fotos, catálogos, etc…)

2)Apresentar a aplicação de dispositivos hidráulicos, pneumáticos e vácuo na linha comercial ,industrial, alimentícia e de atendimento à saúde).Exemplificar.

3)Apresentar a aplicação de dispositivos hidráulicos, pneumáticos e vácuo em outras atividades( Lazer, Esporte, etc…)

4*)Escolher um dispositivo de cada ítem (1, 2 e 3), fazendo a respectiva descrição com fotos, gráficos, figuras, etc…

5)Descrever as unidades de AC e BFH apresentadas(Usar todos recursos didáticos e técnicos possíveis).


Teste L2

4*)Escolher um dispositivo de cada ítem (1, 2 e 3), fazendo a respectiva descrição com fotos, gráficos, figuras, etc…

Na linha veicular destacam-se os seguintes dispositivos:

=>Freios (convencionais, hidrovácuo, hidrovácuo com ABS, estacionamento, ar comprimido, motor**...); Conversores de Torque; Retardadores Hidráulicos; Transmissão Automatizada e Automática; Air Bag; Suspensões; Amortecedores(convencionais, pressurizados, inteligentes, a gás, com stop hidráulico, com fluído magneto reológico); Acoplamentos(embreagens); TCS; ESP; EBD; Turbos; Pneus( com e sem controle da pressão de rodagem); Direção Hidráulica(hidrostática e hidrodinâmica com acionamento elétrico ou convencional); Sistema Multi-Air Eletrohidráulico...

**)EGR


Teste L3

1)Apresentar a conceituação das válvulas de aplicação geral(bloqueio, fechamento, reguladoras de pressão e vazão). Exemplificar.

2)Conceituar e classificar bombas e compressores. Exemplificar a aplicação .

3)Abordar de forma específica as válvulas de segurança( enfoque na terminologia, normas, etc…) bem como as válvulas de alívio, corta-fogo, quebra-vácuo e segurança e alívio. Exemplificar

4)Na geração de vácuo são utilizados ejetores, bocais venturi, sifões, bombas de anel líquido. Abordar e exemplificar.

5)Abordar sobre a aplicação da Tecnologia do Vácuo ( área da saúde , processamento de alimentos , desidratação, liofilização, robótica, etc…)


Teste L4

1)Apresentar a conceituação das válvulas de Controle. Exemplificar.

2)Definir ação direta e inversa e principais distúrbios que compromete a operação de uma válvula de controle.

3)Exemplificar a aplicação de uma válvula de controle Ar Abre, e Ar Fecha

4)Abordar sobre os os principais instrumentos (manômetros, termômetros, rotâmetros, pressostatos, termostatos, fluxostatos…), sensores...

5)Definir Precisão e Exatidão e a forma de representar o erro de leitura( fundo de escala…), erro de paralaxe…

6)Definir Cv, Kv, Cc, Smm² e as respectivas correlações.


Teste L5

1)Apresentar a conceituação das válvulas direcionais e especiais. Exemplificar.

2)Abordar sobre a Simbologia de componentes Hidráulicos e Pneumáticos de acordo com as normas técnicas atuais( NBR, IEC, IS0, DIN, ISA, Pneurop, CETOP, ANSI, JIC

3)Exemplificar a aplicação de uma válvula cartucho e válvulas de dupla pressão ( “E” e “OU” ).

4)Como pode ser substituída uma válvula “E” e “OU” por válvulas direcionais e como uma válvula VCD 5/2 ou 4/2 pode ser convertida em VCD 3/2 NA ou NF

5)Definir e exemplificar sanduiche de válvulas, válvula proporcional, controle meter – in , meter – out e bleed off.

6)Como é feito o sincronismo de dois ou mais atuadores?. Exemplificar.


Teste L6

1)Apresentar a conceituação dos Circuítos Fundamentais Básicos com Comando Direto.

2)Desenhar a fonte de energia desde a válvula de bloqueio geral até o manifold de alimentação.

3)Desenhar os seguintes circuítos simulando-os na bancada .3.1-Um atuador de simples ou dupla ação com comando direto manual.3.2-Ídem ao 3.1 com controle de avanço e ou retorno.3.3-Ídem ao 3.2 com escape rápido no avanço ou retorno.3.4-Ídem aos anteriores com mais de um ponto de comando alternadamente.3.5-Ídem aos anteriores com mais de um ponto de comando simultaneamente3.6-Ídem aos anteriores com comando eletropneumático ou eletrohidráulico.3.7-Simulação completa contemplando todos os ítens anteriores.


Teste L7

1)Apresentar a conceituação dos Circuítos Fundamentais Básicos com Comando Indireto.

2)Desenhar a fonte de energia desde a válvula de bloqueio geral até o manifold de alimentação.

3)Desenhar os seguintes circuítos simulando-os na bancada .3.1-Um atuador de simples ou dupla ação com comando indireto manual.3.2-Ídem ao 3.1 com controle de avanço e ou retorno.3.3-Ídem ao 3.2 com escape rápido no avanço ou retorno.3.4-Ídem aos anteriores com mais de um ponto de comando alternadamente.3.5-Ídem aos anteriores com mais de um ponto de comando simultaneamente3.6-Ídem aos anteriores com dependência do tempo, pressão e sensor de presença.3.7-Ídem aos anteriores com o comando indireto automatizado ou manual.3.8-Ídem aos anteriores com a introdução do circuíto de emergência.3.6-Ídem aos anteriores com comando eletropneumático ou eletrohidráulico.3.7-Simulação completa contemplando todos os ítens anteriores.



Nota Especial 1

As atividades(ANP e RAL) entregues fora dos prazos terão valor = 0,25

As Apresentações das ANPs1…10 e RALs1…8 ( Máximo :4 participantes ) deverão conter:

-Título-Objetivos/Finalidades/Justificativas-Descrição/Aplicação(Revisão Bibliográfica)-Desenvolvimento das

Respostas de Cada Quesito.-Conclusões/Recomendações/Comentários-Referência Bibliográfica(inclusive de turmas anteriores)-Cada quesito se necessário,deverá ser justificado por expressões ou

equações matemáticas.


Nota Especial 2

-Comprometimento

-Disciplina e Organização

-Independência

-Predisposição à busca constante da contextualização

-Retenção e Revisão de Conceitos

-Produzir mais que o esperado

-Explorar as oportunidades

-Atuar em mão dupla

-Ser antecipativo

-Usar a Metodoligia da Compensação

-Aprender a aprender e aprender a empreender

Mensagens

1) Provérbio chinês:

“Ouço e esqueço

Vejo e recordo

Faço e compreendo.”

2) Mudança de cultura (modelo/ paradigma):

“O que está ao meu alcance para melhorar o processo?

Eu posso fazer o que eu posso, e, vou fazer isso melhor!”


Nota Especial 3

“ENCAMINHAR O ARQUIVO DA APRESENTAÇÃO PARA:

[email protected]

Arquivo: Igor_Leo_Lara_T1.ppt e…_L1.ppt

mailto:[email protected]

SCHP-Quesitos das abordagens preliminares:

-Dew Point ( -15ºC e 3ºC ) na desumificação do ar…

-Paradoxos e Fronteiras da Energia Fluídica…

-Stick slip…

-Botijão de GLP(explode?)…e Barril de Chope?(18/03/11 em SP) c/morte.

-Ponto de Anilina…

-Seringa x Elevador…

-Pressão, Fluxo e Vazão…(Pressão e Força)

-Unidades de Medidas(Galão Americano, Imperial…)

-Autofretagem

-Erros cinematográficos

-Terminologia, Siglas e Normas Técnicas

SCHPQuesitos das abordagens preliminares:-Aplicação da Pneumática, Hidromecânica,

Vácuo, Criogenia e Combinação.-Automatização x Comando-Automação x Controle-Análise de um Processo( Sistema,

Processo…)-Atividade Extra…-Variáveis de Entrada, Saída, Processo e

Controle-Processo Contínuo ou Analógico/Digital e

Discreto ou Binário, ON-OFF ou bang-bang

SCHPQuesitos das abordagens preliminares:

-Lipoaspiração

-Laparascopia

-Fenestração e Trepanagem

-Curativo a vácuo – USP-Fábio Kamamoto

-Osmose reversa ou inversa

-Leito fluidizado

-Hematoma=acúmulo de líquido(sangue=plasma) por um dano qualquer

-Depleção=diminuição de líquido

-Hematose=troca de C02 por O2

-Homeostase=mecanismo de equilíbrio térmico e hídrico

-Pneumoconiose=doenças do trato respiratório

SCHPQuesitos das abordagens preliminares:

-Controle de nível da água de lavadoras

-Posição do frasco de soro

-Funcionamento do vaso sanitário

-A Garrafa Térmica

-O Carneiro ou Ariête Hidráulico

-Transferência de Custódia

-Ordenhadeiras

-Correio Pneumático

-FAD-Flotação por Ar Dissolvido ou Free Air Delivery

-FADE ou FADING(Superaquecimento de lonas e pastilhas de Freios e evaporação do fluído de freio)

-Dispensers

-BLEVE - Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion

http://www.google.com.br/url?sa=t&source=web&cd=38&ved=0CEQQFjAHOB4&url=http%3A%2F%2Fwww.bombeiroscivis.org%2Fdownload_de_manuais_bombeiros_cursos%2Ffiles%2F2.doc&ei=XsNqTbHxCYOClAfuxKH_AQ&usg=AFQjCNExBZLjAoTgFgH3m-tKMoBhB6U0bA

SCHPQuesitos das abordagens preliminares:-Introdução à Instrumentação

-Terminologia

-SDCD-Sistema Digital de Controle Distribuído

-SCADA

-Protocolos(HART, Fieldbus, DeviceNet, Profibus...)

-CAN-Controller Area Network

-Comunição de sinais

-Malha Aberta

-Malha Fechada

-Sintonia de Malhas de Controle

-Redundância e Malha de Segurança e Alarme

-ISA S5-1-International Society Of Automation

-ANSI/ISA--5.1-2009 Instrumentation Symbols and Identification

SCHPQuesitos das abordagens preliminares:-Explorar

-Tanque aberto com sensor de pressão no nível Zero

-...abaixo do nível Zero

-...acima do nível Zero

-Tanque fechado com volume vazio e pressurizado(ar comprimido, N2 ou gás do próprio líquido) acima do nível superior do líquido

-...em vácuo

-By pass de válvula de controle como rotina de operação

-Válvula de controle manual após válvula de controle servo assistida

-Outros

SCHPQuesitos das abordagens preliminares:-Explorar

-Canister

-Catalizador

-Ramonagem- limpeza externa com jatos

-Deslocamento da bandagem

-TWI- Tread Wear Indicator

-Calíper

-Camber e Caster

-Hybrid Synergy Drive-Prius e Lexus da Toyota-AE 17/02/13

-Outros

SCHPLaboratório 1

-Apresentação da Infra-Estrutura

-Recursos

-Exposição aos fluídos(contato, manuseio, nível energético,etc…)

-Considerações(MSSO*=Vazamentos, Contaminação, Enfisemas, Embolias, Edemas, Eritemas, Eczemas, …)

-Abordagem de casos:PCBs ou Ascarel, Cianose, Mal das Montanhas, barotraumas, anoxia, hipóxia, hiperóxia, hipercapnia, Mal de Michelin, Mal dos Mergulhadores, narcose e embriaguez por O2

-Eficiência Energética.(Suporte: Lei 10295 de 17/10/2001).Energia Elétrica, Bombeamento

de Fluído Hidráulico, Ar Condicionado, Ar Comprimido, Motores, Vapor...

*MSSO=Meio Ambiente , Saúde e Segurança Ocupacional

SCHPComentários sobre o T 1

.Correlação da Pneumática, Hidráulica, Vácuo, Eletro-Eletrônica(Potência, Analógica , Digital Binária e Digital por Relés) e a Mecânica “Dura”.

.Sistemas Híbridos e Combinados

.Sistemas Embarcados e Dedicados

.Sistemas Segregados( Energia pura)

.Aplicação na Engenharia Básica e Customização(customer)

.A Engenharia Legal(SMA , CCB, Criação, Inovação, Patente, etc…)

.O Lean Engeneering-Fundamentos(Desenvolvimento, Projeto, Implementação/Execução, Assistência Técnica , Consultoria, Mantenedor, Gestor : Lister , Achiever e Empreendedor , Produção e outros )

.Fundamento da Energia Fluídica

.Limites de Aplicação ( Break Even )-limites e zona de conforto

.Licitações e Concorrência(Competitividade e Responsabilidades)…Casos: Elevadores em BH, Cirurgias Plásticas, Alvarás e Habite-se, Rompimento

de vasos de pressão, explosão no CTA, Explosão em cilindros na PF de Manaus, Explosão de Caldeira em UDI, Queda do Avião na Holanda, Explosão e Incêncio no Transatlântico, Acidente fatal por interpretação errada de documentos, Vazamento de Amônia em Frigorífico, Explosão de um cilindro de Nitrogênio na Stock Car e no Carnaval do Rio(2010), Incidentes e Acidentes na Fórmula 1 (testes e corrida oficial-parciais e fatais),Explosão de barril de chope(18/03/11)…

SCHPTermos Correntes da Engenharia Básica Aplicados aos Sistemas …

-Take or Pay=Custo a partir de uma demanda mínima-Plug and Play=Ligue e Opere-Cost Avoidance=Custo Evitado=subsídio pelo retrofitting-Performance Bond=Garantia -Savings=Ganhos, Gadgets=dispositivos, Budgets, Targets, Tags-ROI-Return On Investments(Retorno do Investimento)-Outsourcing=Terceirização-Break Even=Ponto de Equilíbrio-FEED-Front End Engineering Design-Commissiong(Acompanhamento), Retrofitting(substituição), Up to Date(atualização), Up

Grade(Aumento da Capacidade)-Start Up(partida), Warm Up(aquecimento)

-OEE=Overall equipment effectiveness (JIPM)=Disponibilidade, Performance e Qualidade

-Set – Up Rápido-P&ID=Piping and Instrumentation Diagram-Range, Span, Set-Point, Off Set, Accuracy, Feedback, Delay, Overview, Data Sheet,

Cut Off, Shut Off...-Remanência(magnetização residual), Risiliência(autofretagem) e Histerese

(deslocamento ou carga residual)

SCHPLaboratório 2-Dispositivos Hidráulicos , Pneumáticos e Vácuo de Veículos

Automotores de Passeio e Carga ( ON ROAD)( Freios:Convencional,Hidrovácuo,ABS,Freio a Ar, Freio Motor), Efeito FADE; Direção Hidráulica: Hidrostática e Hidrodinâmica (convencional, progressiva, eletro-hidráulica); Suspensão Pneumática; Amortecedores (Convencional, Pressurizado, À gás, Servo-assistido); Pneus; Turbos; KERS; Tuchos; Conversor de Torque; Câmbio Automático/Hidramático-Automatizado; CVT;Embreagem Hidráulica(DCT=DSG); Suspensão Compensatória;Comparativos entre Direção Elétrica e Hidráulica; Compensador de Pressão Pneumática; 3º Eixo Livre, Estabilizador Lateral, Air Bags, MultiAir do Fiat 500, ESP, EBD,EBS, TCS,ASR, EAS,EGR, Outros…

-Dispositivos Off Shore-Prospecção e Extração de Petróleo e Gás, Extração de Sal, Pesca , Cabotagem…

-Dispositivos Off Road-Veículos e equipamentos para mineração e lavra…-Dispositivos para Logística-Mechanical Handling(AGVs, Empilhadeiras,

Paleteiras…), Warehouse, Picking, Plataformas de Carga e Descarga, Infra – estrutura de Portos…

SCHPLaboratório 2

-Dispositivos e Equipamentos na Área Industrial(Processo, Operações Unitárias, …)

-Dispositivos para a Aeronáutica ou Aviônica ( Aeronaves, Fingers , estrutura de aeroportos…)

-Aplicações Específicas:Robótica, Alimentícia, Biossegurança e Medicinal

-Outras Aplicações: Máquinas Operatrizes Manuais, Parques de Diversões, Elevadores para Cadeirantes, Equipamentos do CBM, Extração de água em poços profundos( air lift)…

-Visão Geral sobre um Sistema de Ar Comprimido*-Visão Geral sobre um Sistema de Bombeamento(Hidráulica Industrial e

Móbil=Móvel)=Hidromecânica**

*)Requisito: Conhecimento em MáquinasTérmicas

**)Requisito: Conhecimento em Máquinas de Fluxo e Deslocamento

Laboratório 2-Apresentação de Dispositivos e Aplicações

.Bombas e Compressores

.Filtros

.Secadores/Desumidific./Arrefecedores

.Purgadores/Ventosas

.Instrumentos(temperatura, pressão, vazão, nível,etc…)

.Reservatórios/Acumuladores

.Manifolds( Blocos de Distribuição )

.Válvulas

.Atuadores(Cilindros, Motores, Osciladores)

.Sensores/Transdutores

Laboratório 2-Abordagem sobre Equipamentos Veiculares e

Dispositivos Industriais:Pneumáticos, Hidráulicos, Vácuo ou Combinados

.Equipamentos de Içar e Guindar(pinças, ganchos, guindastes, gruas…)

.Equipamentos de Usinagem, Corte e Dobra

.Equipamentos de Perfuração, Desmonte e Moagem

.Extração Air Lift

.Equipamentos de Envase

.Ordenhadeiras, Aspiradores, Sondas a Vácuo

.Equipamentos de Limar, Retificar, Plainar,…

.Equipamentos de Conformar(repuxar, estampar, forjar, extrudar, trefilar, laminar, calandrar,brochar, mandrilar , virolar, frisar, flangear, recartilhar, biselar…)

Laboratório 2-Continuação

.Equipamentos de Prensar

.Equipamentos de Acabamento(rebarbadoras, rasqueteadoras, rebordeadeiras ou curlingadeiras, …).Equipamentos de Jateamento(areia,vidro, aço…).Equipamentos de Paletizar.Paleteiras.Empilhadeiras.Injetoras de Concreto.Equipamentos de Cintar/Envelopar.Equipamentos de Transladar(AGVs).Equipamentos de Nebulizar/Pulverizar.Máquinas Operatrizes/Ferramentas Manuais.Outros(Correio Pneumático, Colchões Infláveis…)

Laboratório 2-Continuação ( Linha Veicular)

-Catalizadores(Peneiras Moleculares)-Sonda Lambda(Sensor de Oxigênio no escape dos gases de combustão)-Turbos(Overbooster e Waste Gate)-Freios(Convencional, Hidrovácuo, Ar Comprimido, Hidrobooster ainda não fabricado no Brasil)-Controle e comando de frenagem: EBD, ABS, ESP, EAS, TCS…-Tipos Frenagem: Tambor, Disco e Multi-Disco-Freio Motor( EGR ou pelo Turbo), Reverter(reversor hidráulico no cardã e eletromagnético(não recomendável em colhetadeiras-incêndio x palhada)-Aplicação de freios: Serviço, Emergência ou Auxiliar e de Estacionamento


Componentes de um Sistema de Frenagem:.Pedal(acionamento).Alavanca.Servo- Mecanismo(Câmara de Vácuo )-OPCIONAL.Cilindro Mestre.Reservatório de Fluído.Circuítos.Calíper.Cilindro de Roda.Disco, Tambor ou Cinta.Pinças, Pastilhas e Lonas.ABS(OPCIONAL)


-Suspensões Pneumáticas-Controle de Carga e Nivelamento-Tuchos Hidráulicos-Pneus: Cambagem, Alinhamento(convergência e divergência), bandagem(perucagem, frisagem, remoldagem, recauchutagem ressolagem, carga, velocidade, Diagonal, Radial, TWI, talão, validade, especificação, pressão de serviço, água e calor.-Amortecedores:convencional, pressurizado, servo-assistido(fluído magneto – reológico), gás.-Air Bags-Controle de pressão dos pneus ( rodoar)-Direção Hidraúlica(Hidrostática e Hidrodinâmica) convencional, servo-assistida e progressiva-Injeção de ar ( multi-air) no Fiat 500

Siglas e Unidades

Legislação e Normas Técnicas

SCHP

Aplicações e Considerações

Introdução Histórico

Conceitos

Os Fluídos

Aspectos de SS0&Meio Ambiente

Parâmetros e

Premissas

Terminologia eDefinições

Introdução(1)

-Tipos de Energia:Mecânica, Elétrica(Eletrônica),Química, Nuclear, Eólica, …e Fluídica.

-Fluído=substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, não importando o quanto pequena possa ser essa tensão. Tanto os gases quanto os líquidos são classificados como fluidos.

-Hidromecânica*=Os fluídos são:Água, Óleos:Minerais, Compostos,Graxos, Sintéticos, Emulsões e Biodegradáveis

Introdução(2)-Pneumática**=O fluídos são:Ar Natural,Sintético,

Medicinal, Alimentício,Fluídos Frigorígenos, N2,02,SF6,He,Ar,CO2, Halon,N02,N20,Nitrox outros.

*(Potência e não de transferência de massa)

**(Todos no estado comprimido)

-Vácuo=Ausência de Massa. Neste estado tem de se considerar :

a)A pressão residual no reservatório e

b)A diferença entre a pressão absoluta(atmosférica ou barométrica e a pressão residual).

-Hidro-Pneumática=Nos sistemas onde o ar dissolvido no líquido não interfere no desempenho, o ar ou outro gás é o propulsor do líquido

Fluídos-Estados da Matéria(5)

-Elásticos(Moles):Vapores, Gases, Líquidos, Pastas, Geis, Plasmas…-Inelásticos(Duros): Sólidos ou Rígidos-Condensado de Bose-Einstein

-Fluídos Elásticos-Newtonianos(Fluídos Hidráulicos e Pneumáticos)-Não Newtonianos

.Pseudoplásticos

.Plásticos…

-Gases Ideais ou Perfeitos-Gases Reais

-Variáveis de Processo: Vazão ou Fluxo, Pressão, Temperatura, Perdas, Rendimento ou Desempenho, Velocidade, Força , Frequência ou Ciclo,Torque e Potência.

Propriedades dos Fluídos-Massa Específica(densidade)-Peso Específico-Massa Específica Relativa-Viscosidade Absoluta ou Dinâmica-Viscosidade Cinemática-Compressibilidade-Expansibilidade-Difusibilidade-Emulsibilidade-Estabilidade Físico-Química(coesão,

adesão, tensão superficial, interação)-pH(alcalino ou ácido)-Composição( blend ou mix)

Considerações sobre a Pneumática

-Ciência dedicada aos fenômenos gasosos para pressões = ou > Patm ou Pbar

-Concentrada no Ar Comprimido-Outros gases: He,Ar,C2H2, N2, 02, N02,

N20,C0,C02,Cl2,Nitrox,CH4, GLP,GNV, GNL…-Padrão de Referência:CODATA* 2010-Padrão Normal (N) ou

Standard(S):Científico(CNTP), Técnico(IS0 1217…) e Comercial(@ ANR)

-Padrão Atual(A) ou Actual(A) = @condições locais livres

-Padrão Efetivo=estado energético @ a um padrão de referência

-Range de Pressão

Exemplos:Considerações sobre a Pneumática

-Aplicação da Equação de Laplace para determinação da Pbar

-Aplicação da Equação Geral dos Gases(Boyle-Mariotte e Gay Lussac)

-Aplicação da Equação de Clapeyron para determinação da Massa Específica de um Gás

-Diferenciação entre Massa Específica e Densidade Relativa

-Constante Universal dos Gases-Massa Molar Simples e Composta-Terminologia das Unidades nos Diversos

Padrões e Grandezas ( SI ou BS )=DLP, DLE, FAD, ICFM, ACFM, SCFM, Nm³, Am³, ANR, DE, Patm, Pbar, Pat, Pata, Pm, Pe, Pr…(*)

Exemplos:Considerações sobre a Pneumática

-Customização-Os recipientes que contem os gases são denominados de : Cilindros, Reservatórios, Tanques, Vasos, Ampolas, Garrafas, Botijões, Esferas, Torpedos, Balas, Pulmões…-Um cilindro 8 litros hidráulicos de ar comprimido @ 220 barg e certificado na Norma ISO 1217 foi utilizado numa operação de mergulho em Uberlândia-Mg cuja máscara de respiração estava regulada em 50 psi. Na pressão residual de 50 bar o mesmo foi recarregado em Araxá-MG até a pressão de 200 bar. O consumo de ar na respiração = 40 Al/min @ 50 psi.Calcule a autonomia de operação e de segurança do cilindro e o custo da recarga se o Nm³(CNTP) = R$15,00.-Termo de Aceitação Técnica=Treinamento e Teste Testemunhado(Witness Test)-Capacitação

Considerações sobre a Hidráulica Industral(Hidromecânica)

-Ciência dedicada aos fenômenos com fluídos no estado líquido e pressões = ou > Patm ou Pbar

-Concentrada nos Óleos Minerais-Outros fluídos:Sintéticos, Semi-Sintéticos,

Graxos, Compostos, Emulsões, Biodegradáveis, Ecológicos…

-Padrão de Referência:API, SAE, IS0, DIN, ASTM, NBR…

-Padrão de Qualidade-Viscosidade e Índice de Viscosidade-Range de Pressão -Aplicações-Capacitação

Aplicação da HidromecânicaA folga entre o êmbolo e a camisa de um cilindro hidráulico é 50

microns . O êmbolo de 60mm de comprimento ,move-se com velocidade de 0,4m/s, enquanto que a camisa de 150mm de diâmetro está imóvel. Considerando que um óleo ( n = 0,42 stokes e r = 905 kg/m3 ) ocupa esta folga, determinar a tensão de cisalhamento ,a força de atrito e o regime de escoamento.

ν = 0,42 stokes = 0,42 cm2/s = 4,20 . 10E-5 m2/s = ν ρ = 4,20 . 10E-5 (m2/s) 905 (kg/m3) = 0,03801 (N. s /

m2) dv Atτ = , ou τ = Fa/At Fa/V = dy dy τ = . v / e τ = 0,03801 (N. s / m2) . 0,4 (m/s) / 50E-6 (m) =

304 (N/m2) portanto, τ = 0,304 kPa e Fa=(304 N/m²).3,14.0,14999.0,06 = 8,6 NRe= ρ.V.D/ = 905(kg/m³).0,4(m/s).0,14999(m)/0,03801(N.s/m²)=Re=1428,47 < 2000laminarObs.: Re<2000(laminar), 2000<Re<2400(transiente) e

Re>2400(turbulento)

Aplicação da Hidromecânica-Curso da haste=1200mm

-Tempo de avanço=ta=1,2:0,4=3 s

- Vazão=Qa=Aa.Va=3,14.0,15²/4.0,4=0,00706m³/s=

424 l/min

-Tempo de retorno=tr=1,2:0,6=2 s

-Diâmetro da haste=100mm

-Vazão=Qr=Ar.Vr=(Aa-Ah).0,6=(0,0176-0,0078).0.6=0,00585m³/s=351 l/min

-Tempo do Ciclo=5 s

-Vazão do Ciclo=424+351=775 l/min

-Fuga de avanço=0,034 l/min?( calcular…)

-Fuga de retorno=0,020 l/min?( calcular…)

Aplicação da Hidromecânica-Rendimento Hidráulico ou Volumétrico=?cilindro, motor

e bomba

-Rendimento Mecânico=?cilindro, motor e bomba

-Rendimento Total ou Global= ?cilindro, motor e bomba

-Pressão do Sistema

-Perdas

-Vazão da Bomba=?

-Potência da Bomba=?

-Outras considerações(Cálculo Estrutural, Fixação e Flambagem).

-Dicas: = água @20ºC e Patm= 1 cP

-1 cSt = 1 mm²/s

-1 Poise = 1 P = 0,1 Pa.s = 0,1 (N/m²)*s

-1 cP = 1 mPa.s

Aplicação do Vácuo-Ciência aplicada aos fenômenos do “vazio” em

recipientes herméticos.

-Conceito do Livre Caminho Médio

-Impedância

-Capacitância

-Desidratação, diálise , desumidificação ou secagem pela extração do vapor d’água

-Extração de vapores livres, dissolvidos e emulsionados

-Extração de particulados(filtragem)

-Peneiras Moleculares ( Zeólitas )

-Interpretação de leitura

Manometria-Ciência aplicada às medições de

pressão( compressão, vácuo , desnível hidrostático e e escoamento hidrodinâmico) .

-Lei de Stevin-Classe de Manômetros-Tipos de Manômetros e Mano-Vacuômetros-Aplicações-Combinações ( Pressostatos, Manostatos,

Vacuostatos, Transdutores, Transmissores…)-Proteções( selagem, blindagem e shut ou cut-

off manuais )-Interpretação de Leitura de Campo(erro de

paralaxe, exatidão, precisão…)

Outros Instrumentos-Vibrômetros e Vibrostatos

-Fluxômetros, Fluxímetros e Fluxostatos

-Termômetros , Termostatos e Termistores

-Resistores e Reostatos

-Rotâmetros ou Medidores de Vazão

-Sensores

.Capacitivos

.Indutivos

.Sonda Lambda

.Térmicos

.Piezos

.Ultra-Som

.Outros

Histórico-Primeiros Inventos(4500 anos AC)-Foles, Rodas d’água, Fontes ornamentais,1º compressor =1776, 1ª

prensa=1795,1º guindaste hidráulico e comp.recíprocos=1850,1º comp.de parafuso=1878,1ª bomba de pistões axiais =1900, 1ª rede de AC=1888.Compressores e Bombas em escala industrial ( a partir de 1950 ).

-Após a 2ª GM, é intenso o desenvolvimento e fabricação de dispositivos hidráulicos e pneumáticos(aceleração da Mecanização).

-Anos 70=Emprego da hidráulica e pneumática em larga escala(mecanização/automatização)

-Anos 80=Implementação da Automação(robótica)-Anos 90=Tecnologia Field Bus e Sistemas Supervisórios-Foot Print Industrial-Up grade, Up-to-Date, Retrofitting(suvaxfreon)-Ano 2000=Integração dos sistemas( dedicada, embarcada, dirigida

e crescimento da fluitrônica e pneutrônica)-CIM-Atualmente:1)A energia Fluídica (principalmente o ar na forma

comprimida ) é a 2ª energia mais utilizada e consumida no mundo.2)Normatização de Protocolos. 3)Customização*-Produção Personalizada(Desafio da 1ª década do 3º Milênio).4)Set-Up-Rápido.

Histórico

-Abordagens:Nova lata de cerveja de 269 mlSKUs( OMO, Coca-Cola,…), Premium, Light…Produção Limitada(lotes, assinatura ou eventos)Package Design(paralelepípedo, arredondado, octogonal, ovalado, blister, etc…)Apelo de Imagem (formato da garrafa=corpo feminino), farol do veículo x combustível da BRErgonomia Acelerada(nova tomada elétrica)Competitividade Acelerada-lançamentos de 2011/2012Projeto MIO-FIAT-Veículo ConceitoInteratividade(aquisição pela Internet-especificação)Lead Time(intervalo entre E/S) e Dead Line(último prazo)Logística-Logísitica Reversa e Engenharia ReversaLegislação( cosméticos, remédios, alimentos…)-Air Bag e ABS em todos veículos-como fica a Kombi?Fragmentação:fracionamentoNormalização ou Normatização(IS0, IEC, ABNT…)

HistóricoPara Reflexão:

Tecnologia Embarcada

Recalls, Retrofittings, Up-to-Date e Up Grade

Configurações, Protocolos e Commissionings

FEED(Engª Básica e Específica)

Overview

Documentação e Inventário de Ativos(P&ID e PID)

Manutenção e Assistência Extendida(OPC-OLE,Similar, Recuperado, Recondicionado e Remanufaturado)

SCHP-Conceitos(1)-Captação=-Geração/Produção=-Conversão=-Tratamento=-Qualidade=-Transmissão=-Controle=-Estocagem=-Distribuição=-Utilização=-Atuação=-Eficiência Energética=-Sistema=-Processo=-Medição, Indicação e Alarme=-OLE for Process Control (OPC), which stands for Object

Linking and Embedding (OLE) for Process Control, is the original name for a standards

Aplicação da Energia Fluídica-Exemplos

A haste transmite a fa e, para equilibrar,

exerce-se F=100N no pistão maior!

“Um sólido transmite a força que se

exerce sobre ele.”

“Um fluido transmite a pressão que

se exerce sobre ele, em todas as

direções.”

Esta propriedade dos fluidos, a de multiplicar ou reduzir uma força, tem muitas aplicações práticas: máquinas de fluxo, prensas, elevadores e freios.

Servo freio

SCHP-Conceitos(2)-Sistema Aberto(Pneumática).-Sistema Fechado(Hidráulica).-Composição do Ar.-Composição dos Fluídos Hidráulicos.-Escoamento(laminar, transiente , turbulento,sub-

crítico, crítico e sônico).-Processos de compressão(gases):

Isobárico,Isotérmico/Adiabático Isocórico e Politrópico.

-Princípios de Compressão(gases):Aceleração de MassaDeslocamento Volumétrico ou Positivo.

-Máquinas de Fluxo:Compressores, Turbo-Compressores,Ejetores, Boosters, Blowers, Bombas, Turbinas, etc…

Fluídos-São as substâncias que trasmitam a energia de potência para os

diversos sistemas (Sist.Hid. de uma Retro-Escavadeira, Mancal Hidrodinâmico,Sist. de Aerografia, Sist.de Flutuação Pneumática,Sist.Resp.,Sist.Circulatório).

-A potência é transmitida na forma de pressão(Força e Torque) e vazão ou fluxo(velocidade e tempo).

-Os fluídos estão no estado de vapores, gases ,líquidos e plasmas.-Nos gases o desempenho é afetado pela presença de líquidos.-Nos líquidos o desempenho é efetado pela presença de gases.-A temperatura dos gases( para o Ar Comp.) não deve exceder a 55º.-A temperatura dos fluídos hidráulicos deve situar –se entre 60º a 90º.-O Paradoxo da Mecânica dos Fluídos reside no fato de que a

viscosidade dos gases aumenta com o aumento da temperatura e nos líquidos diminui.

-A Água foi e ainda é o primeiro fluído hidráulico a ser utilizado(atu-almente seu emprego é nas emulsões : água + óleo e óleo +á-gua, além do emprego, pura, em sistemas hidráulicos especiaisno seguimento medicinal, farmacêutico e alimentício .

Aspectos de SSO e Meio AmbienteExposição ao Ar Comprimido(Níveis de pressão,

velocidade, composição e qualidade).Efeitos:Embolia(Cardíaca,Cutânea , Pulmonar e

Gasosa),Impacto(Expansão e Implosão),Contaminação,Enfisema Sub-Cutâneo e Pulmonar, Mal de Michelin, Rompimento do Tímpano e Deslocamento da Córnea e Retina.

Exposição aos Fluídos Hidráulicos(Níveis de pressão, Velocidade, qualidade, composição e temperatura).

Efeitos:Corte,Queimaduras,Contamina-ção(cutânea,ingestão , respiração e parental)

Ruídos,Escapes,Vazamentos,Drenos,Descarte.Efeitos:Contaminação do solo,água , ar e seres vivos

além da instabilidade química.Consulta à FISPQ P-4560-G(Ar Comprimido) e às

demais referente aos Fluídos Hidráulicos.

Aplicações e Considerações(1)ArComprimido¹,Vácuo² e Fluído Hidráulico³Higienização¹,²,Desintegração

Mecânica¹,³,Secagem/Desumidificação¹,²,Mo-vimentação Mecânica¹,²,³, Modulação de Sinal¹,²,³, Controle¹,²,³, Comando¹,²,³, Conformação¹,³, Usinagem¹,³, Operações com Máquinas Manuais¹,²,³,Corte¹,³,Dobra¹,³, Operações de Içar e Guindar¹,²,³, etc.

Limitação de Potência¹,², Perdas¹,²,Qualidade¹,³, Instabilidade Química³, Difusibilidade¹,Expansibilidade¹,Inflamabili-dade³,Explosividade³,Influência da Temperatura³,Influência da Umidade¹,²,³,Influência da altitude¹,²,Composição e componentes¹,³,

Aplicações e Considerações(2)

ArComprimido¹,Vácuo² e Fluído Hidráulico³

Disponibilidade¹,²,Facilidade de Manuseio e Manutenção¹,²,Flexibilidade¹,²,³, Melhores aspectos construtivos¹,²,

Desenvolvimento.Tecnológico.¹,².

Legislação e Normas Técnicas-Manuseio, Utilização e Transporte de Produtos

Especiais(FH)

-Normas Regulamentadoras do Min.do Trabalho e Emprego(FH , V e AC).

-Inflamabilidade e explosividade(FH).

-Contaminação(FH,V e AC)(FDA,SBCC e ANVISA)

-Segmento Hospitalar(AC ,V e Gases)(ANVISA).

-Normas Técnicas Internacionais:ISO-1217/2533,DIN 1945 e 1343,CETOP,BSP 1571, Pneurop/CAGI(Compressed Air and Gas Institute )PN2CPTC2 ,JIC, ANSI ,ISA,IEC,ISA , IS0e ASME.

-Normas Técnicas Nacionais:NBRs/ABNT,NR-15,IBP,Petrobrás, ABHP,ANP.

Siglas e Unidades-DLP=Descarga Livre Padrão(DIN 1945,1962,BSP 1571,1949 e

ASME-PTC9)[Nm³/h,min,s ou SCFM ou NPCM], ISO 1217, etc..-FAD=Free Air Delivery(Ambiente livre na entrada ou Débito de Ar

Livre)-DLE=Descarga Livre Efetiva(Ambiente Livre na Saída)=ACFM,

Am³/h-DLE=Ki.CLE=CLEc, Ki= FP(Fator de

Projeto)xFS(simultaneidade)xFE(expansão)xFU(utilização)xFPV(vazamentos)

-Nm³(DLP, CLP)<FAD<Am³(DLE, CLE)-DE=Descarga Efetiva (pressão e temperatura na fase comprimida

ou recalcada)=Am³/hna condição comp. -CLP=Consumo Livre Padrão-CLE=Consumo Livre Efetivo e CLEc=…corrigido-CE=Consumo Efetivo -GPM=Galões Por Minuto(Imperial, Americano e Brasileiro)-PMTA=Pressão Máxima de Trabalho Admissível ou

PMTP=Pressão Máxima de Trabalho Permitida(NR-13 do MTE)

Siglas e Unidades-PPMS=Pressão do Ponto Morto Superior(ajuste da

pressão máxima de operação)(Pm+ ΔP+DP)

-PPMI=Pressão do Ponto Morto Inferior(ajuste da pressão mínima de operação)(Pm+ ΔP)

-PT=Pressão de Trabalho=PPMI

-PU=Pressão de Utilização(Pm)

-PS=Pressão de Segurança e / ou Alívio=PMTA ou PMTP(Pm+ ΔP+DP+DS=acúmulo)

-PTH=Pressão de Teste Hidrostático=1,5.(PMTA)-ver NBR

-PP=pressão de Projeto=FS.PTH ou FS.PMTA

-ΔP=Perda de Carga

-DP=Diferencial de Pressão(Carga-Alívio)

Siglas e Unidades-FP=Fator de Projeto

-DS=Diferencial de Segurança=Acúmulo

-Pm=Pressão Manométrica

-Pa=Pressão Absoluta

-Pbar=Pressão Barométrica

-Patm=Pressão Atmosférica

-Nm³/...=Normais ... Ou SCFM=Standards Cubics Feet per Minutes

-Am³/...=Atuais m³...

-UR=Umidade Relativa(%)

-pv=Pressão parcial do vapor d`água

-ps=Pressão de saturação do vapor d’água

Siglas e Unidades-1 atm=760mmHg=14,69 psi=10336mmH20

-1 bar=750mmHg=14,5psi=10200mmH20=100kPa

-1 baria=0,1 Pa ( 1 dy/cm² )=1 microbar

-1 kgf/cm²=736mmHg=14,2 psi=10000mmH20

-1 kgf/m²=1mmH20

-1CFM=1,69 m³/h

-1GPM=(USA=3,785 l/min), (BS=4,54 l/min) e (Brasil=3,6 l/min)

-psi=pound square inch

-1 Pa = 1N/m²

-1 Torr = 1 mmHg

-1 FPM(feet per minutes)= 196,9 m/s

Parâmetros¹ e Premissas²-Os fluídos hidráulicos possuem ρ≤1[g/cm³]¹

-O contaminante principal do ar é a água¹ e do fluído hidráulico, o ar¹

-A ΔPmax². no SAC = 1 bar, recomenda se 0,08kgf/cm² para 100m e não ultrapassar a 0,3bar ou 5% da PPMI

-As velocidades de escoamento são variáveis²

-IV=Índice de viscosidade≠viscosidade¹

-A viscosidade, nos gases, aumenta com o aumento da temperatura e nos fluídos hidráulicos diminui¹

-O DP deve situar – se em 0,5 bar ou no máximo em 10% da PPMI no SAC²

-As perdas por vazamentos no SAC≤10%*DLE²

-Recomenda–se 1/3 para alívio e 2/3 para carga no SAC²

Parâmetros¹ e Premissas²-O VR=Vol. do Reservat. no SAC(10 a 20% da

DLE[m³/min] para compressores recíprocos e 5 a 15% para os demais compressores), enquanto para os fluídos hidráulicos , 3 a 5 vezes a DE[l/min]²

-O DS para o SAC e BFH é 10% no 1º(1 válvula) e 2º(+ de 1 válvula) estágios e o 2º iniciando com 5% no 1º estágio da PPMS²

-A acumulação de energia hidráulica é feita pelos acumuladores a contra-peso,mola e gases(N2)¹

-A cada 70 bar os FH comprimem-se entre 0,5 a 2%( gases dissolvidos)¹

Terminologia e Definições-Stick Slip=“cola-desliza”-Sangria=bleed off-TAN=-TBN=-Ponto de Anilina=NBR 11343-Purgador=-Ventosa=-Micropneumática=-Manovacuômetro=-Manômetro=-Barômetro=-Hidropneumático(a)=-Calço Hidráulico ou Martelo Hidráulico =-Calço Pneumático=-Waste Gate=

Terminologia e Definições-Pressostato =

-Vacuostato=

-Válvula de Segurança=

-Válvula de Alívio=

-Válvula de Segurança e Alívio=

-Termostato=

-Transdutor=

-Carga=

-Alívio=

-Booster ou Recompressor=

-Ejetor=

-Fluxímetro/Fluxômetro=

-Fluxostato=

Terminologia e DefiniçõesTerminologias nas PSVs, PRV e FCV

-Set Pressure

-Pop Action

-Blow down

-Chattering

-Simmering

-Flutting

-Flushing

Terminologia e Definições-By Pass =-Manifold=-Pitting=-Aeração=Flotação=-Anti-emulsificante=-Anti-desgaste=-Anti-oxidante=-Anti-espumante=-Retrofitting=Up to Date =-Up Grade =-Shelf Life=-GrimpagemxCrimpagemx Gripagem=-Vaso de Pressão=-Mesh=

Laboratório 3Válvulas Industriais-1

Histórico=Foram os Romanos que desenvolveram os primeiros dispositivos que atualmente são conhecidos como válvulas “macho”, “gaveta” e válvulas contra refluxo denominadas de válvulas “portinholas”

Conceito=Todo e qualquer dispositivo capaz de interferir no fluxo( vazão ) e na pressão(energia potencial)

além do sentido e direção.

Classificação:

Bloqueio ou Fechamento

Retenção(Sentido)

Reguladora/Redutora/Proporcional

Sobre–Pressão(Segurança-PSV e/ou Alívio-PRV)*

Contrapeso, Contra-Balanço, Sequencial e Limitadora


Classificação(continuação)ContrapressãoDescargaSub–Pressão(Quebra-Vácuo)Corta-ChamaControladoraPorta Lógica por Pressão Diferencial

( E=AND e OU=OR)DirecionalCartuchoCorte-de-sinal por pressão sequencial

ou por temporizaçãoMemóriaCombinada

*)ASME I, ASME VIII e API-520


Acionamento

Manual

Motorizado(Elétrico, Pneumático , Hidráulico e Combinado)

Elétrico(Solenóide)

Apalpador mecânico(fim-de-curso)

Combinado(Sensores+Solenóide)

Sensores(Ótico, Térmico, Indutivo, Capacitivo, Sônico, Rádio – Frequência,etc…)

Piloto Positivo ou Negativo

Expansão ou Contração Térmica.

Sinal Pneumático, Vácuo e Hidráulico

Transdutores(P/I, I/P, …)

Laboratório 3

Válvulas Industriais-1

Válvulas de Bloqueio ou Fechamento(Registro)

-Gaveta, Comporta ou Guilhotina

-Macho

-Esfera

-Borboleta

-Diafragma

-Mangote

-Globo

.Assento Plano ou Prato

.Assento Esférico, Elíptico ou Hiperbólico

.Assento Cônico

.Assento Agulha

Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) a)Quanto às velocidades, considerar o

seguinte:

-Pneumática:

Linha Principal: 6 a 12 m/s( A Edição 2004 Procel Indústria recomenda 8m/s).

Linha de Distribuição: 8 a 16m/s(A referência anterior recomenda 10m/s).

Linha de Serviço/Utilização: 10 a 20 m/s( A referência anterior recomenda 15 m/s).

Observação: Existem instalações que operam com velocidades em torno de 25 m/s, entretanto apresentam distúrbios isolados e associados tais como:

Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) Vibração, Ruído e Perda de Carga acima da

recomendação de projeto.

-Hidráulica:

As velocidades(Racine Albarus-Rexnord)são:

.Sucção e preenchimento: 0,6 a 1,2 m/s

.Retorno: 3,0 a 4,5 m/s

.Linha de Serviço/Utilização: 4,5 a 6 m/s

A Perda de Carga deverá ser calculada pela equação de Darcy e Hazen-Willians.

Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) b)Quanto à Associação de Compressores e

Bombas:-Paralelo( Pressão constante e soma das

vazões).-Série(Vazão constante e soma das pressões)-Combinada( vazão e pressão dedicada para

ramal ou equipamento específico com a consequente utilização de Booster e Válvula Redutora de Pressão).

c)Quanto à Qualidade do Fluído:-Pneumática(IS0 8573-1 e 7183)

.Filtragem e Condicionamento(Controle da umidade e temperatura)

Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) Dinâmica/Cinética(ciclones),

Mecânica(impactação, difusão,membra-na,interceptação)(adsorção, coalescência),

Eletrostática

Química(absorção)

Biológica

Desumidificação/Secagem

-Hidráulica

Filtragem, Controle de Temperatura (Aquecimento, Arrefecimento e Resfriamento), Extração de umidade, Nível e Troca

A Qualidade dos FHs é determinada pela ISO 4406, Tabelas NAS 1638 e AS 4059.

Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) d)Quanto à Desumidificação/Secagem

.Extração do condensado pela compressão

.Extração do condensado pelo Resfriamento

.Sorção

-Absorção

-Adsorção

.Membrana

.Peneira Molecular

Obs.:Planilha de Extração

Considerações (Cap.1.0 ao 7.0) e)Parâmetros para desenvovimento da planilha.

.Admissão(TEA)Um.Relativa,Temp.Local(tbs),DLE e Altitude

.Saída do CompressorDrenagem/Purga,DE ou DA(Descarga Efetivaou Atual),Temp.de Recalque,Um.Específica.

.Desumidificador/SecadorPonto de Orvalho,DE ou DA e Um.Específica

.Especificação do Ar ComprimidoTemp.de Equilíbrio,DE ou DA, Um.Específica,eUmidade Relativa.

Laboratório 4

Continuação( Válvulas – Parte 2 ) – Atuadores, Instrumentos e

Componentes Especiais..Válvulas Reguladoras de Pressão (Redutoras,

Limitadoras, Sequenciadoras) e/ouvazão.

-Ação Direta-Auto Operada

.Válvulas Controladoras-Ação Direta-Ação Inversa

.Válvulas Direcionais

.Válvulas Especiais

Laboratório 4

Continuação( Válvulas – Conclusão )

Classe de Aplicação(A,B,C,D), e.g.: WOGClasse de Fuga/Vazamento/Estanqueidade(I,II,III,IV,V, VI)Classe de Pressão(PN 10, 16, 25…bar ou 150, 300, 600, 900,

1500, 2500, 3000…psi, Schedule)DN=Diâmetro NominalID=Inside DiameterOD=Outside DiameterPN=Pressão NominalUniões=Flangeadas, Rosqueadas (fixas e bipartidas), Soldadas,

Deslizantes , Engates(Pinças) e Cintadas(tri clamp)Materiais do corpo, sede, obturador, haste, atuador e vedadores

-

Laboratório 4

Continuação( Considerações sobre as Válvulas Reguladoras de Pressão e Controladoras de Fluxo/Vazão )

-Pop Action-Fluting-Chattering-Flashing - Flushing-Simmering-Blowdown-PMTA ou PMTP e Pressão de Acúmulo-Testes de Operação, Calibragem e Certificação-Igual Porcentagem /Percentagem-Quick Openning( Ar-Abre ou Ar-Fecha)-Quick Closed(Ar-Abre ou Ar-Fecha)-Mista-Atuadores e Posicionadores

-

Produção, Preparação, Distribuição e Utilização da Energia Fluídica

Fluxograma de um Sistema de Ar Comprimido

.Componentes

.Interpretação da Simbologia

.Redes

.Recomendações e considerações para o desenvol-vimento de um sistema de ar comprimido.

-

Produção, Preparação, Distribuição e Utilização da Energia Fluídica

Fluxograma de um Sistema de Bombeamento deFluído Hidráulico

.Componentes

.Interpretação da Simbologia

.Redes

.Recomendações e considerações para o desenvol-vimento de um sistema de Bombeamento de FluídoHidráulico.

-

No sistema No sistema Produção de ar comprimido Produção de ar comprimido No sistema No sistema Produção de ar comprimido Produção de ar comprimido

•• Elevadas temperaturas;Elevadas temperaturas;

Sala dos compressoresSala dos compressores

resfriamentoresfriamento

separaçãoseparação

drenagemdrenagem

armazenamentoarmazenamento

drenagemdrenagem

secagemsecagem

drenagemdrenagem

filtraçãofiltração

drenagemdrenagem

compressãocompressão

A corrente do arA corrente do arcomprimidocomprimido

distribuição distribuição

• • Deficiência no sistema de ventilação;Deficiência no sistema de ventilação;•• Excesso de pó..., são fatores para aumentar Excesso de pó..., são fatores para aumentar

gastos.gastos.

Fatores de Desperdícios

L.C. IÓRIOL.C. IÓRIO

Qualidade do ar comprimidoQualidade do ar comprimido

A Norma ISO 8573.1 divide o ar em classes de qualidade,em função do conteúdo das principais impurezas, que são: partículas sólidas, conteúdo de água e óleo.

A Norma ISO 8573.1 divide o ar em classes de qualidade,em função do conteúdo das principais impurezas, que são: partículas sólidas, conteúdo de água e óleo.

Ex. de especificação Ex. de especificação de Qualidade.de Qualidade.

ÁguaÁguaÓleoÓleo

ImpurezasImpurezassólidassólidas

Partículas sólidasConteúdo d'aguaConteúdo de óleo

Classe deQualidade

ISO

Tamanho das Partí-culas de Impurezas

m

Ponto de Orvalhoà Pressão de 7 bar

C°

Máxima Quantidadede Óleo Incluindo

Aerossóismg / m³

123456

0,115

1540-—

-70-40-2037

10

0,010,11,05,0

25,0-—

No sistema No sistema Tratamento de ar Tratamento de ar comprimido comprimido No sistema No sistema Tratamento de ar Tratamento de ar comprimido comprimido

Fatores de melhorias


No sistema No sistema Rede de distribuição de ar Rede de distribuição de ar comprimido comprimido No sistema No sistema Rede de distribuição de ar Rede de distribuição de ar comprimido comprimido



4 Bar 5 Bar 6 Bar

1 0,045 0,054 0,065 0,483 0,408 0,491 0,574 4,285 1,135 1,364 1,593 11,88

Para reduzir as perdas de ar comprimido, o meio é a redução da Pressãoe do diâmetro dos orificios utilizados.

Perdas por vazamentos de ar comprimido

OrificioPressão X Vazão m³/min Potência Necessária em KW

a 6 Bar

1 furo de ø 1mm.1 furo de ø 1mm.1 furo de ø 1mm.1 furo de ø 1mm.

6400,68 6400,68 kWh/mês.kWh/mês. 6400,68 6400,68 kWh/mês.kWh/mês.

6400,68 x 0,23 6400,68 x 0,23 = R$ = R$ 1.472,16/mês.1.472,16/mês.

6400,68 x 0,23 6400,68 x 0,23 = R$ = R$ 1.472,16/mês.1.472,16/mês.R$ 1.472,16 x R$ 1.472,16 x 12 = 12 =

R$ R$ 17.665,95/ano.17.665,95/ano.

R$ 1.472,16 x R$ 1.472,16 x 12 = 12 =

R$ R$ 17.665,95/ano.17.665,95/ano.


Furo ø 1mm; p= 6 bar (a)Furo ø 1mm; p= 6 bar (a)vazamento = 0,065 vazamento = 0,065 mm33/min./min.

Furo ø 1mm; p= 6 bar (a)Furo ø 1mm; p= 6 bar (a)vazamento = 0,065 vazamento = 0,065 mm33/min./min. 0,065 x 60 = 3,90 m0,065 x 60 = 3,90 m33/h./h.220 h/mês220 h/mês = 858 = 858 mm33/mês. /mês.

O Show do seu desperdício.O Show do seu desperdício.




O Show do seu desperdício.O Show do seu desperdício.

Um dos grandes consumos de ar Um dos grandes consumos de ar comprimido comprimido

estão em mangueiras que sopram estão em mangueiras que sopram o ar.o ar.

Deve-se estudar um meio para Deve-se estudar um meio para reduzir este consumo, por meio da reduzir este consumo, por meio da

redução da pressão ou algum redução da pressão ou algum dispositivo adequadodispositivo adequado..

01 Bico 01 Bico ¾” - pressão 6 ¾” - pressão 6 barbar

¾" consumo de 2,2 ¾" consumo de 2,2 mm33/min/min

R$ 39.861,56 por mêsR$ 39.861,56 por mês



No sistema No sistema TransformaçãoTransformaçãoNo sistema No sistema TransformaçãoTransformação

Falta de padronização dos produtos aplicados, Falta de padronização dos produtos aplicados, implica em:implica em:

• Aumento no tempo gasto na manutenção. Aumento no tempo gasto na manutenção. • Aumento do número de itens de estoque.Aumento do número de itens de estoque.• Dificuldades de adaptação e substituição.Dificuldades de adaptação e substituição.• Aumento da Relação Custo X BeneficioAumento da Relação Custo X Beneficio• Dificuldades nas compras.Dificuldades nas compras.• Prazo de EntregaPrazo de Entrega• TreinamentoTreinamento

Problema:Problema:



Energia e Automação

Para reduzir as perdas de ar comprimido, o meio é a Para reduzir as perdas de ar comprimido, o meio é a redução daredução dapressão e do diâmetro dos orifícios utilizados.pressão e do diâmetro dos orifícios utilizados.

Orifício Pressão x Vazão Orifício Pressão x Vazão Potência neces. p/ a Potência neces. p/ a compressão compressão ( Ø mm ) 4 bar 5 bar ( Ø mm ) 4 bar 5 bar 6 bar6 bar KWKW 1 0,045 m1 0,045 m33/min 0,054 /min 0,054 0,065 0,065 0,48 0,48 33 0,408 0,491 0,408 0,491 0,574 0,574 4,28 4,28

5 1,1355 1,135 1,364 1,364 1,5931,593 11,88 11,88

No sistema No sistema Transformação Transformação Limpeza Limpeza No sistema No sistema Transformação Transformação Limpeza Limpeza

Bicos epistolas

Pressão alimen.p1 - bar

Queda de pressãop - bar

ConsumoQ - m3/min

Custo unit. anualkWh - R$ 0,10

Bico 3/8 6 0,4 1,76 283,20Bico 1/4 6 0,6 1,20 452,40LBP-1/4 6 0,2 0,27 63,72

LSP-1/4-C 6 0,2 0,12 28,32

LBP-LBP-

LSP-LSP-

Custo base - 22 dias, 1h/dia de utilização.Custo base - 22 dias, 1h/dia de utilização.

L.C. IÓRIOL.C. IÓRIOEngenhariaEngenharia


REDUÇÃO REDUÇÃO

22 %22 %

Reguladores de PressãoReguladores de Pressão

• Redução da pressão Redução da pressão consumo consumo de ar;de ar;• Consequentemente de energia Consequentemente de energia elétrica. elétrica.

Ex.: Atuador Ex.: Atuador pneumáticopneumático DiâmetroDiâmetro 50mm50mm CursoCurso 100mm100mm CicloCiclo 60/min60/min

No sistema No sistema TransformaçãoTransformaçãoNo sistema No sistema TransformaçãoTransformação

8 bar8 bar

8 bar8 bar

ConsumoConsumo

206Nl/min206Nl/min

8ba8barr

6 bar6 bar

ConsumoConsumo

160Nl/min160Nl/min


Válvulas Solenóide de Baixa Válvulas Solenóide de Baixa PotênciaPotência

Economia de Economia de 80 a 90%80 a 90% no no consumo de energia para a consumo de energia para a mesma aplicação.mesma aplicação.

V= 350Nl/minV= 350Nl/min

Consumo 1WConsumo 1W

No sistema No sistema Transformação Transformação Válvulas Válvulas

No sistema No sistema Transformação Transformação Válvulas Válvulas

V=500Nl/minV=500Nl/min

Consumo Consumo 4,5W4,5W

• Qual válvula atende ?Qual válvula atende ?

Ex: Atuador Pneumático Ex: Atuador Pneumático

• DiâmetroDiâmetro 50mm50mm

• CursoCurso 100mm100mm

• Nº ciclosNº ciclos 60/min60/min

Consumo de ar total Consumo de ar total 160 160 Nl/minNl/min

Dimensionamento de um SAC e SBFH Após a produção, preparação, distribuição e utili-zação dos fluídos, faz-se necessário o dimensiona-mento e seleção de todos componentes inclusive:conexões, mangueiras, tubulações, elementos au-xiliares, indicação, proteção e alarme.Considerações:1.Estabelecimento de Lay-Out(encaminhamento , casa de máquinas, unidades embarcadas, etc…2.Levantamento de todos os pontos de consumo.3.Previsão de futura expansão(20 a 60%),Pode atingir a 100%4.Fator de utilização(60 a 80%), pode iniciar em 30% para

ferramentas manuais e simultaneidade(20 a 40%).(Pode ir até 80%)

5.Limitação da perda de carga em 10% da PU ou PSpara o SAC(usualmente 0,3 a 0,5 bar).

-

Dimensionamento de um SAC e SBFH

6.Para o SBFH, a perda de carga deverá ser calcu-lada pelas equações convencionais que também poderão ser aplicadas ao SAC.7.Vazamentos limitado em 5 a 10% para o SAC8.Velocidades( conforme recomendação anterior)9.As tomadas no SAC deverão ser pelo costadosuperior da tubulação10.Inclinação da rede no SAC de 1 a 2º no sentidodo fluxo11.Instalação de purgadores a cada 20 a 40 m no SAC, bem como válvulas retenção e filtros de linha12.Prever liras de expansão ou luvas elásticas.

-

Dimensionamento de um SAC e SBFH

13.Instalar ventosas no SBFH ou procedimentos de escorva e desumidificação periódica.14.Observar recomendações específicas para mon-tagem da rede no SAC e no SBFH( suportes, guiaspipe-racks, skids, etc…).15.Importante é obter finalmente a DLE e a PMTA ou PMTP bem como a Potência do sistema.15.Aplicação:Determinar a DLE e a PMTA de um SAC, considerando 3 processos distintos contendono mínimo 5 consumidores por processo.Dimensi-nar , Selecionar e Especificar todo o Sistema.15.Ídem para o SBFH( a partir do próprio levanta-mento de necessidades).16.Fator de Projeto :1,15<FP<1,5

-

Laboratório 5-Simbologia e Válvulas Direcionais

-Uma das formas de comunicação e informação nos diversos seguimentos tecnológicos é através da terminologia e símbolos( gráficos, figuras, de-senhos, fluxogramas, diagramas unifilares e de Blocos, pictogramas, etc…).-As principais normas nacionais e internacionaissão:-IS0/DIN 1219(Letras)-DIN 24300 e 24342-NBR 8896, 8897 , 8898 e 10138-IS0/DIN 5599(Números)-DIN 40713 e 40718

-

Laboratório 5-Simbologia .ISO 5211/DIN 3337 .VDI/VDE 3845 NAMUR.ANSI Y 32.10, JIC, CETOP, PNEUROP e ISA

Terminologia: CircuítoxDiagramaxFluxogramaxEsquemaxCroqui

Os elementos de um diagrama, fluxograma... hidráulico, pneumático e demais combinações são representados por sím-los geométricos( círculos, triângulos, retân-

gulos, quadrados, linhas, setas...), letras e números.

-

Laboratório 5-Simbologia - Interpretação da simbologia dos principais ele-mentos e componentes de um Circuíto de EnergiaFluídica a partir da Unidade de Manutenção/Con-servação/Condicionadora:

-Unidade de Manutenção/Conservação/Conserva-Ção.

-Válvulas Direcionais

-Válvulas de Dupla Pressão

-Válvulas Especiais

-

Roteiro Para os Cálculos(SAC) -Existência de TAG(consumo obtido por usuário)-Inexistência de TAG(Levantamento do Consumo por

usuário).-Cálculo do CLE(corrigido),CLEc=CLE.FU.FE.FV.FS.FP-Pres.de Utilização ou Serviço Especificada(PU)-Pressão de Trabalho=PPMI=PU ou Pm + ΔP.-Com a Pressão de Trabalho , o CLE(corrigido) e

transformado para CE e a Velocidade dimensi-ona-se as tubulações após a Válvula Redutora

-Seleciona-se a Válvula Redutora e desenvolve o By Pass incluindo o Separador de Líquido e opurgador.

-Repete-se o procedimento para tantos ramais quantos forem necessários.

Roteiro Para os Cálculos(SAC) -Se o Ramal for em Anel, calcula – se como se não o

fosse e faça a interligação, instalando válvulas de bloqueio(gaveta) ou (esfera) de forma segmentada.

-A rede de distribuição(manifold) deverá ser dimensionada para a maior Pressão (PMTA) e CE acumulado por ramal ou ramais.

-Selecionar e especificar os Secadores por Adsorção de acordo com a necessidade do cliente.

-Especificar o Reservatório de acordo com a NR-13 do MTE e ASME Seção VIII, Divisão I e seus acessórios(Válvula de Segurança, Manômetro, Termômetro, Purgador, etc...)

-Especificar o Secador por Resfriamento.

Roteiro Para os Cálculos(SAC) -Especificar os filtros de acordo com as exigências de

qualidade do ar de acordo com a Norma IS0 8573-1-Especificar o Trocador de Calor( Intercooler e

Aftercooler) bem como Separador de Condensado e Purgador.

-Complementar o dimensionamento da rede Principal(Pressão, Vazão, Velocidade e Fator de Segurança).

-Especificar a tubulação, conexões e instrumentos e dispositivos de indicação, alarme e proteção.

-Selecionar e Especificar o Compressor contemplando:Tomada Externa de Ar , Filtro de Admissão e demais instrumentos.

Circuítos Básicos e Fundamentais

- Automação ( Contextualização )

- Cadeia de Comando ou Comando e Controle

- Circuítos Básicos e Fundamentais

Automação

Contextualização

A automação em nossas vidas

• Objetivo: Facilitar nossas vidas

• Automação no dia-a-dia– Em casa:

• Lavando roupa• Aquecendo leite• Abrindo o portão• Lavando louça

– Na rua:• Sacando dinheiro• Dirigindo pelas ruas• Fazendo compras

A automação em nossas vidas– No trabalho:

• Registrando o acesso(I/O)• Programando um robô• Recebendo matéria-prima• Estocando produto

acabado• Fazendo controle de

qualidade• Controlando temperatura

de uma tanque de água• Controlando a temperatura

do escritório• Acionando o sistema de

combate à incêndio

A automação no meio produtivo

• Objetivos:Facilitar os processos produtivos• Componentes básicos

– Sensoriamento– Comparação e controle– Atuação

• Automação industrial = sistema otimizado– Menor custo– Maior quantidade– Menor tempo– Maior qualidade (precisão)


• Qualidade = garantir uma produção com as mesmas características e alta produtividade

• Automação no meio ambiente– Cumprimento de novas normas– Sistemas de controle de

efluentes– Sistemas de controle de gases


• Automação nas indústrias– Importância para sobrevivência das indústrias.– Garante a competição no mercado globalizado– Substitui o Homem

• Tarefas repetitivas

• Ambientes perigosos

• Ambientes insalubres

• Grande esforço físico


• Transforma a estrutura da força de trabalho– Qualitativamente– Quantitativamente– Exige treinamento– Qualificação da força de

trabalho– Melhoria das condições de

trabalho


• Desafio: Inserir o homem no contexto da automação sem traumatismo, sem desemprego, tendo somente um saldo positivo.

• “O risco que se corre ao se introduzir novas tecnologias é menor do que aquele que se corre ao não introduzi-las”

Características e Conceitos da Automação

• Cadeia de comando

Entrada de sinais

Processamentode sinais

Conversão de sinais

Saída de sinais


• Tipos de controle na automação– Controle Dinâmico(analógico)

• Automação Industrial de Controle de processos (automação contínua)

– Controle Lógico(digital)• Automação Industrial de manufatura

(automação discreta)


• Controle dinâmico– Utiliza medidas das saídas do sistema a

fim de melhorar o seu desempenho operacional, através de realimentação.• Incalculável poder tecnológico• Aperfeiçoamento de processos• Velocidade• Precisão


• Controle lógico– Utiliza sinais sempre discretos em amplitude,

geralmente binários e operações não lineares.

• Circuitos (elétricos, hidráulicos, pneumáticos etc)• Variáveis binárias ( 0 ou 1)• Circuitos de Redes lógicas:

– combinatórias– seqüenciais


• Controle Lógico– Redes lógicas combinatórias (sem memórias

nem temporizações)• Projeto com álgebra booleana• Descrever, analisar e simplificar com auxílio de

Tabelas da verdade e Diagramas de relés


• Controle Lógico– Redes lógicas seqüenciais (memória,

temporizadores e entrada de sinais)• Teoria dos autômatos• Redes de Petri• Cadeias de Markov• Simulação em computador

Arquitetura da Automação Industrial


• Nível 1: Chão de fábrica– Máquinas, dispositivos,

componentes– Ex.: Linhas e máquinas

Nível 4

Nível 3

Nível 2

CLP’S, Comandos, máquinasMotores, Inversores, I/O’s


• Nível 2: Supervisão– Informações dos nível 1– IHM’s– Ex.: Sala de supervisão Nível 4

Nível 3

Supervisão e IHM

Nível 1


• Nível 3: controle do processo produtivo– Banco de dados– Índices– Relatórios– CEP– Ex.: Avaliação e CQ

em processo alimentício

Nível 4

Controle do ProcessoControle do ProcessoProdutivoProdutivo

Nível 2

Nível 1


• Nível 4: Planejamento do processo– Controle de estoques– Logística– Ex.: Controle de

suprimentos e estoques em função da sazonalidade de uma indústria de tecidos

Planejamento Planejamento Do ProcessoDo Processo

Nível 3

Nível 2

Nível 1


• Nível 5: Administração dos recursos financeiros, vendas e RH.

Gerênciamento Gerênciamento GeralGeral

Nível 4

Nível 3

Nível 2

Nível 1

Arquitetura da

Automação Industrial

Razões para Automação Industrial

• Repetibilidade e maior qualidade na produção• Realização de tarefas impossíveis ou agressivas

ao homem• Rapidez de resposta ao atendimento da produção• Redução dos custos de produção• Restabelecimento mais rápido do sistema

produtivo• Redução de área• Possibilidade de sistemas interligados

Variedades da Automação

• Segundo grau de complexidade e meios de realização física– Automações especializadas (menor

complexidade)– Grandes sistemas de automação (maior

complexidade)– Automações Industriais de âmbito local

( média complexidade)


• Automações especializadas (menor complexidade)– Ex.: Interna aos aparelhos eletrônicos,

telefones, eletrodomésticos, automóveis.– Microprocessadores– Programação em linguagem de máquina– Memória ROM ( Read Only Memory )


• Grandes sistemas de automação (maior complexidade)– Ex.: Controladores de vôos nos aeroportos,

controle metroviário, sistemas militares e produção de energias.

– Complexos Industriais, Petroquímicas, Logística Intermodal.

– Programação comercial e científica em software de tempo real.

– Indústria Alimentícia, Farmacêutica e Área Medicinal/Hospitalar


• Automações Industriais e de serviços de âmbito local (média complexidade)

– Ex.: Transportadores, processos químicos, térmicos, gerenciadores de energia e de edifícios.

– CLP’s isolados ou em redes


- A Automação é o final de uma ponta da IHM(Interface Homem-Máquina.

- Relembrando:

- Sistema Artesanal/Manual

- Sistema Mecanizado/Automatizado e enfim:

- A CADEIA DE COMANDO OU COMANDO E CONTROLE

A FERROGRAFIA como técnica de manutenção

preditiva Estudo de casos

Eng. Tarcísio D’Aquino Baroni

Eng. Guilherme Faria Gomes

www.huno.com.br/tribolab

O que é a FERROGRAFIA ?

• A Ferrografia consiste na determinação da severidade, modo e tipos de desgaste em máquinas, por meio da identificação da morfologia, acabamento superficial, coloração, natureza e tamanho das partículas encontradas em amostras de óleos hidráulicos, lubrificantes ou graxas, de qualquer viscosidade, consistência e opacidade.

Aplicações

• MANUTENÇÃO PREDITIVA

• ANÁLISE DE FALHAS

• DESENVOLVIMENTO – MATERIAIS

– FLUÍDOS HIDRÁULICOS E LUBRIFICANTES

– PROCESSOS

– ANÁLISE REOLÓGICA

Princípios• Toda máquina se desgasta

• O desgaste gera partículas

• O tamanho e a quantidade são indicativos da severidade

• A morfologia indica a causa do desgaste

AMACIAMENTO

NORMALSEVERO

DESGASTE

TEMPO

Tipos de exames ferrográficosQuantitativo (DR)

Determina as concentrações e permite análise de tendências – Partículas grandes

( L > 5 µm )– Partículas pequenas

( S < 5 µm )– Concentração total = L+S– Modo de desgaste =– PLP = [(L-S)/(L+S)]*100

Analítico (AN) Identifica os tipos e causas do desgaste– Esfoliação– Pitting– Abrasão– Corrosão– Contaminantes– Arrastamento– Falha do lubrificante– etc

Ferrografia quantitativa ( DR)

A real economia se dá quando se consegue postergar

paradas !• Evolução da

concentração total de partículas.

• Desde 1996 as paradas deste compressor vêm sendo adiadas de forma segura, com intervenções pequenas e baratas.

Quando a dedicação é real, os benefícios também o são.

• O desgaste deste redutor foi diminuído sistematicamente devido ao aprimoramento dos procedimentos de manutenção, melhores materiais e lubrificantes.

Quando o analista tem que dizer:num falei ?

• Evolução da concentração total de partículas.

• Não tendo sido acatadas as recomendações, o compressor acabou parando em emergência.

Não existem duas máquinas iguais !

• O emprego dos mesmos níveis de alerta para máquinas ditas como iguais, acarretou uma parada inesperada.

• Ajustados os níveis de alerta, logo se pôde constatar que este compressor era mais “delicado”.

Conversão de resultados ferrográficos .

• A conversão dos resultados ferrográficos para outras unidades de técnicas tradicionais é bastante difícil. Este fato é devido à sua maior faixa de abrangência de tamanhos e pela capacidade de separação de partículas de naturezas diversas: orgânicas e inorgânicas, metálicas ou não, ferrosas e e não ferrosas etc.

Ferrógrafia analítica

Ferrógrafo analítico modêlo FMIIIMicroscópio Metalográfico +

Biológico combinadosAmpliações até 1000 x

A FERROgrafia lida apenas com partículas ferrosas, certo? ERRADO !

• O nome FERROgrafia tem apenas motivos históricos.

• Alguns dos materiais identificados são :– Ligas ferrosas: aço, ferro fundido, aço inox, – Compostos ferrosos : minério, ferrugem– Ligas não ferrosas : bronze, alumínio, prata,

cromo, níquel, magnésio etc.– Areias diversas, sais, vidro, borrachas etc.

Exemplos de partículas (500 X)

ESFOLIAÇÃO ARRASTAMENTO ABRASÃO E AREIA NACO DE PITTING

FIBRAS DE PANOBRONZE (100X) ALUMÍNIOFERRUGEM

Os gráficos da ferrografia analítica• Cada partícula, ou

conjunto de partículas indica um tipo de desgaste ou contaminação diferente.

• As partículas são batizadas de acordo com sua característica mais importante:

– Tipo de desgaste

– Morfologia

– Natureza

• A escala de 0 a 10 é apenas uma referência gráfica, pois cada tipo de partícula possui uma metodologia própria.

• No exemplo ao lado:

– A esfoliação cobriu 25% da área total do ferrograma.

– Foram encontradas 9 partículas de abrasão

– Foram encontradas 7 partículas laminares

Utilizando o exame analítico (ou: Apenas a composição química não basta !)

• Os resultados espectrométricos indicaram alto teor de ferro, sugerindo alto desgaste.

• O exame analítico mostrou que o desgaste mecânico era normal (esfoliação), mas a presença de óxidos de ferro (minério e ferrugem) era alta.

• As providências a serem tomadas podem ser totalmente diferentes.

Conhecer a máquina é fundamental. • Compressor de NH3

com pequeno teor de água (600ppm).

• Numa outra máquina, os óxidos vermelhos seriam ferrugem, e em grande quantidade.

• Neste caso, trata-se da reação normal do NH3 com a água e a carcaça do compressor.

• A condição, neste exemplo, é aceitável.

Tipos de Máquinas Monitoradas

0

5

10

15

20

25

30

35

Tipos de Maq. (%)

Cx. Engren.

Compres.

Circ. Hidr.

Turbinas

Bombas

Motores

Trafos

Outros

Resultados efetivos alcançados• Adiamento de Paradas Preventivas

– Ex.: Compressor GA = US$ 18.000 / intervenção / 10.000 horas

• Aumento de vida útil– Eliminação de causas antes dos danos

• Tomada de decisão com base científica– Seleção estratégica de equip. para manutenção

• Aumento da segurança operacional– Ex.: aplicações aeronáuticas

• Enga. de manutenção - Melhorias e Economias

Resultados efetivos alcançados

• Pesquisa de lubrif. e materiais, inclusive em concorrências– Trocas de lubrificantes apenas quando realmente necessário

• ISO 9000– Faz parte da certificação de várias empresas

CONCEITONão nos basta saber que a

máquina está com danos, mas impedir que os danos ocorram !

Temos que identificar as causas do desgaste e eliminá-las assim

que surgirem.

www.huno.com.br/tribolab

Laboratório 6/7


Cadeia de Comando e Comando e Controle

Diagramas

Fluxogramas

Esquemas

Croqui

Comando Direto

Comando Indireto

Laboratório 6/7


-Conceituar a Terminologia

-Observar as recomendações da apostila complementar

-Montar os circuítos 1 ao 7 e completar os diagramas da apostila

contemplando todas as especificações requeridas.

-Montar os circuítos 8 ao 11 e completar os diagramas da apostila

contemplando todas as especificações requeridas.


-Cadeia(conjunto de funções) de Comando ou Comando e Controle.

.Execução do Comando (órdem) /Saída de sinais.

.Processamento de Sinais(comando e auxílio).

.Introdução dos sinais.

.Alívio e distribuição de sinais e suprimento.

.Fonte de Potência Fluídica.

.Bloqueio ou Fechamento Geral.

-Cadeia(conjunto de funções) de Comando ou Comando e Controle.

.Execução do Comando (órdem) /Saída de sinais..Atuad.lineares,rotat. e oscilat.(El.de Força/Torque).

.Processamento de Sinais(comando e auxílio)..VD,VER,VRFU,VS,VT.(El.Aux.de Com.e Comando)

.Introdução dos sinais..Port.Lóg.,VD,Sensores(Elem. De Sinais).

.Alívio e distribuição de sinais e suprimento..Manifold e Válv. Direcionais.

.Fonte de Potência Fluídica..Unidade de Manut./Conserv./Condicionamento.

.Bloqueio ou Fechamento Geral..Válv. de Gaveta.,Globo,Esfera, etc...

-Cadeia(conj.de funções) de Comando ou Comando e Controle(Repres. por Diag. De Blocos).

ExecuçãoDa

Órdem

Cilindros eMotores

Auxílio Do

Comando

AuxílioDo

Sinal

Fonte de Energia

Sinal

VER,VRFUVS,VT...

Válv.Direcional

E,OU,VD

Válv.Direcional

Manifold,BloqueioUM/UC

Comando

-Cadeia(conj.de funções) de Comando ou Comando e Controle(Repres. por fluxograma).

E.A.S.

El.deSinal

Atuador

E.A.C.E.A.C.

Comando

E.A.S

El.deSinal

El. deSinal

El.de Sinal

U.M./U.C.

Bloqueio

Bloqueioc/Alívio

1. Classificação dos Processos para Elaboração de Circuitos Pneumáticos e Hidráulicos Seqüênciais

2. Processo Intuitivo

3. Observações gerais sobre formas de representação em esquemas

4. Método Cascata

5. Exemplos de Utilização do Método Cascata

6. Método Passo-a-Passo

7. Tabela Seqüêncial na Manutenção de Circuitos Pneumáticos e Hidráulicos

8. Sistemas de Comando Adicionais e Técnicas Especiais

9. Condições Adicionais utilizando a Técnica Pneumática e Hidráulica

CIRCUÍTOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS

Tipos de Diagramas/ Esquemas

• Os diagramas/esquemas de comandos podem ser:

•Diagramas/Esquemas de comandos de posição;

•Diagramas/Esquemas de comandos de sistema.

Diagramas/Esquemas de comandos de posição

Nesse esquema , todos os elementos estão simbolizados onde realmente se encontram na instalação.

Essa forma de apresentação beneficia o montador pois ele vê de imediato onde deve montar os elementos .

Porém , esse tipo de esquema de comando tem um inconveniente de possuir muitos cruzamentos de linhas , onde podem ocorrer enganos na conexão dos elementos.

Esse é o tipo de esquema de comando mais usado em hidráulica pois os circuitos hidráulicos não possuem linhas de pilotagem e são montados em blocos.

Diagramas/Esquemas de comandos de Sistema

É o tipo de esquema mais usado em pneumática. Esse esquema de comando está baseado em uma ordenação dos símbolos segundo sua função de comando que facilita a leitura, pois elimina ou reduz os cruzamentos de linhas.

Denominação dos Elementos Hidráulicos e Pneumáticos

Essa denominação pode ser feita por meio de números (Norma DIN-23400 e 5599) ou por meio de letras (Norma IS0-1219).

Todos os elementos hidráulicos e pneumáticos devem ser representados no esquema na posição inicial de comando. Se na posição inicial, a válvula já está acionada, isso deve ser indicado no diagrama/esquema.

Norma DINA

Simbologia

Hidráulica está

suprimida


Norma ISOA

simbologia

Hidráulica está

suprimida


Elaboração dos esquemas de Comandos

Na construção de diagramas/esquemas de comandos hidráulicos e pneumáticos existem vários métodos. Ainda não existe um método geral, porém, ainda predomina para pequenos projetos a utilização do método intuitivo.

Os esquemas de comandos hidráulicos e pneumáticos podem ser elaborados por meio de vários métodos.

•Método intuitivo

•Método cascata

•Método passo a passo

•Método Lógico com auxílio de mapas

Método IntuitivoÉ um método cuja a característica básica desenvolve-se a

partir da “intuição” do projetista, não possuindo um regra definida para elaboração do circuíto.

Características:

Requer grande experiência em projeto;Limita-se a pequenos circuítos;Exige maior tempo de elaboração em projeto;Possibilidade de identificação do distúrbio;Inadequado na aplicação com circuítos compostos.

O método intuitivo é o mais simples de todos os métodos, porém, deve ser utilizado somente em seqüência diretas, que não apresentam sobreposição de sinais na pilotagem das válvulas direcionais que comandam os elementos de trabalho.

Diagramas Complementares de Movimento

-Diagrama de Comando

-Diagrama de Setas

-Diagrama de Tabela

-Diagrama algébrico

-Diagrama Trajeto e Passo ou Fase

-Diagrama Trajeto e Tempo

-Sequência de Comando

-Diagrama de Karnaugh

Método Cascata

É um método que consiste em cortar a alimentação do fluído dos elementos de sinal que estiverem provocando uma contrapressão na pilotagem de válvulas de comando, interferindo, dessa forma, na seqüência de movimentos dos elementos de trabalho(Eliminação de contingências).

Características:

Requer experiência na implementação;

Limita -se a circuítos de porte médio;

Seu emprego é inadequado em circuítos compostos(diretos e indiretos).

COMANDO CASCATA I

O método Cascata baseia-se na eliminação da possibilidade de ocorrência de sobreposição de sinais nas válvulas de comando dos atuadores através da divisão da seqüência de trabalho em grupos de movimentos, e do relacionamento destes grupos com linhas de pressão, sendo que, através da utilização apropriada de arranjos pré-estabelecidos de válvulas de inversão, apenas uma linha poderá estar pressurizada a cada instante de tempo.

COMANDO CASCATA II

O comando CASCATA resume-se em dividir criteriosamente uma seqüência complexa em varias seqüências mais simples, onde cada uma dessas divisões recebe o nome de GRUPO DE COMANDO. Não existe número máximo de grupos mais sim, um número mínimo, 2 (dois) grupos .

COMANDO CASCATA III

1- Dividir a seqüência em grupos de movimentos, sem que ocorra a repetição de movimento de qualquer atuador em um mesmo grupo.

2 - Cada grupo de movimentos deve ser relacionado com uma linha de pressão. Para tanto deve ser utilizado o arranjo de válvulas inversoras que permite estabelecer o número de linhas de pressão.

3 - Interligar, apropriadamente, às linhas de pressão os elementos de sinal que realizam a comutação de posição das válvulas de comando dos diversos atuadores e das válvulas inversoras das linhas de pressão.

Roteiro para Aplicação do Método Cascata

COMANDO CASCATA IV

Aplicação do Método

1a Etapa: A partir do diagrama trajeto-passo, extrair a representação algébrica.

Exemplo 1: A + B + B - A -

COMANDO CASCATA V2a Etapa: Tomando a seqüência do início, efetuar a divisão toda vez que for notado em um mesmo grupo uma mesma letra com sinais opostos, ou seja, o mesmo atuador não pode fazer movimentos diferentes em um mesmo grupo de comando, ou ainda, “Letras iguais com sinal algébrico oposto não podem ficar numa mesma linha (grupo).”

Exemplo 1: A + B + / B - A - /

A + B + Grupo de comando 1

B - A - Grupo de comando 2

COMANDO CASCATA VI

Exemplos

Exemplo 2

A + B + / B - A - / B+ / B- /

Exemplo 3

A + B + C + / C – B – A -

COMANDO CASCATA VII

Exemplo 4

A + B + / B - C + / C- A - /

Exemplo 5

A + B + / A - / A + B -/ A - / A+ C + / C- A - /

Exemplos

COMANDO CASCATA VIIIApós a divisão da seqüência deve ser esquematizado o conjunto de válvulas memória que serão as responsáveis pelo fornecimento de ar aos grupos de comando (linhas).

Para se determinar o número de válvulas que serão utilizadas no conjunto de válvulas memória, deve-se levar em consideração o número de grupos de comandos (linhas), ou seja:

Numero de válvulas memória = número de grupos - 1

Nm = NG - 1

O conjunto de válvulas memória será composto geralmente por válvulas de quatro ou cinco vias com duas posições e acionamento por duplo piloto positivo (Ver Alternativas).

COMANDO CASCATA IX

3a Etapa: Verificar ao final do ciclo, que linha permanece pressurizada. Isto irá depender da seqüência considerada e da divisão escolhida.

Exemplo 6:

No exemplo vemos que a seqüência dá origem a um sistema cascata com três linhas e com a última linha (linha 3) pressurizada ao final do ciclo.

COMANDO CASCATA XNo método cascata, quando o último grupo é composto por

movimentos que se unidos ao primeiro grupo não desobedece à regra da segunda etapa, ou seja, “Letras iguais com sinais algébricos opostos não podem ficar numa mesma linha”, pode-se unir o último grupo ao primeiro reduzindo assim o número de linhas e o número de memórias.

No exemplo 6, temos:

Nesta divisão teremos o ar pressurizando a linha “1” no final do ciclo. Este artifício só pode ser realizado com o último e o primeiro grupo, caso não haja choque com a regra da 2a Etapa.

COMANDO CASCATA XI

4a Etapa: Construir o sistema cascata, identificando os elementos segundo a critério:

Elementos de Trabalho: A , B , B , C , D , ...

Elem. de Sinal Trazeiro / SH: ao , bo , co , do , ...

Elem. de Sinal Dianteiro/SAH: a1 , b1 , c1 , d1 , ...

COMANDO CASCATA XII

Observações Importantes:

As linhas (grupos) de cascata sempre serão alimentadas através de válvulas memória.

O método cascata possui limitações em relação ao número de linhas ( +/- 10 linhas) devido ao problema da queda de pressão em cada válvula que se amplia em função da dimensão da rede de utilização/serviço/trabalho.

COMANDO CASCATA XIII

Caso 1 – Sistema com Duas Linhas: A primeira válvula do conjunto alimenta o primeiro e o segundo grupo de comando.

Observação: Se houver dois grupos haverá apenas uma válvula memória

5a Etapa: Construção do sistema e verificação da seqüência de comutação.

COMANDO CASCATA XIV

Sistema com Duas Linhas

Aplicando-se pressão no orifício de comando "10" teremos o grupo 2 pressurizado.

Caso o comando seja dado no orifício "12" o grupo de comando pressurizado será o grupo 1.

12 1210 10

COMANDO CASCATA XVAplicação do Método para casos de três grupos

de comando A válvula de comando inferior é ligada ao orifício de

pressão da superior pela sua utilização 2 .

A utilização 4 da válvula inferior deverá estar ligada ao orifício "12" da válvula superior e ao grupo consecutivo.

COMANDO CASCATA XVI

Aplicação do Método para casos de três grupos de comando

COMANDO CASCATA XVII

Seqüência de Comutação

S1 – linha 4 para linha 1

COMANDO CASCATA XVIII



COMANDO CASCATA XIX



COMANDO CASCATA XX



COMANDO CASCATA XXIAplicação do método para casos de quatro

grupos de comando ou mais

COMANDO CASCATA XXII

TABELA DE FUNCIONAMENTO DO COMANDO CASCATA

Exemplos de Utilização do Método Cascata

Método Passo-A-Passo I

É um método prático e simples cuja a regra é de fácil assimilação. Neste método há a individualidade dos passos do diagrama, onde cada movimento individual ou simultâneo, ocorre baseado no comando de uma saída, a qual foi habilitada pelo passo anterior e pelo respectivo emissor de sinal (fins-de-curso).

Método Passo-A-Passo II

Características

Não requer grande experiência por parte do projetista;

Ideal para aplicações em qualquer tipo de circuito;

Não é utilizável em circuítos compostos;

Apresenta alta segurança e garantia operacional;

Apresenta custo de implementação relativamente mais elevado com relação aos outros métodos.

Método Passo-A-Passo III

Para ilustrar a resolução de um circuíto pneumático pelo método PASSO-A-PASSO, tomaremos como base a seqüência:

A + A - B + B -

Como no método cascata o método PASSO-a-PASSO requer a divisão da seqüência. A diferença, no entanto, é que neste método, cada movimento deve ser separado. A cada divisão denomina-se passo.

Método Passo-A-Passo IV

Observamos que na seqüência acima foram obtidos quatro passos ao efetuar as divisões.

Cada passo será comandado nesta técnica por uma válvula 3/2 vias duplo piloto positivo.

O número de válvulas de comando é igual ao número de passos.

Método Passo-A-Passo V

As válvulas de comando apresentam três funções básicas.

1) Despressurizar o passo de comando anterior

2) Pressurizar a válvula que será acionada a fim de efetuar a mudança para o próximo passo

3) Efetuar o comando da válvula de trabalho, dando a origem ao movimento do passo a ser executado.

Método Passo-A-Passo VI

Disposições das Válvulas de Comando e suas Ligações no Esquema

Método Lógico com auxílio de Mapas

É um método prático sobretudo analítico , em que é possível se estabelecer com facilidade as várias etapas de qualquer circuíto , seja ele simples, composto ou complexo, analisando - se todo o processamento de sinais e suas combinações econômicas.

Características:

Requer muita experiência de projeto;

Ideal para circuítos, simples e complexos;

Ideal para circuítos compostos(direto e indireto);

Pode ser aplicado em circuítos combinados.

apres.schp-113.ppt

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