Ar comprimido, Notas de estudo de Engenharia de Produção

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Preparação de Ar Comprimido

Composição do ar l O ar que respiramosé elástico ecompressível. l Ocupa todo espaçoonde está contido. l É compostoprincipalmente pornitrogênio e oxigênio

Composição por volumeNitrogênio 78.09% N

Oxigênio

20.95% O

Argônio

0.93% Ar

Outros

Pressão Atmosférica l A pressão atmosférica padrão é definida pelaOrganização Civil Internacional de Aviação. Apressão e a temperatura ao nível do mar é1013.25 milibar absoluta e 288 K (15°

C)

1013.25 m bar

ISO Atmosférico l Recomendação ISO R 554 l Pressão atmosférica padrão para condicionamento e/outestando o material, componentes ou equipamentos.^ l^20

OC, 65% UR, 860 até 1060 mbarO l 27 C, 65% UR, 860 até 1060 mbarO l 23 C, 50% UR, 860 até 1060 mbar l Tolerâncias ± 2

OC ± 5%UR

l^ Tolerâncias reduzidas ± 1

OC ± 2%UR

l^ Padrão de referência atmosférico para que testes feitosem outras atmosferas possam ser corrigidos.^ l

O 20 C, 65% UR, 1013 mbarA altitude não especificada é tida como umapreocupação somente com o efeito de temperatura,umidade e pressão.

Atmosfera e vácuo l A força da pressãoatmosférica é utilizada emsistemas manipuladorescom ventosas de vácuo esistemas de máquinas devaccum forming. l O ar é removido para umlado deixando a pressãoatmosférica do outro pararealizar o trabalho.

Ar comprimido industrial

Alcanceindustrialtípico Baixoalcance

17161514131211109 8 7 6 5 4 3 2 1 0

161514131211109 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Pressão absoluta bar a

Medida de pressão bar m

AlcancedaextensãoIndustrial AtmosferaVácuo pleno

l^ Pressões são medidasem “bar m” (o valor sobreatmosfera). l^ Medida zero de pressão épressão atmosférica. l^ Pressão absoluta é usadapara cálculos Pa = Pm +atmosfera. l^ Para cálculos rápidossupõe-se que 1atmosfera é 1000 mbar. l^ Para cálculo padrão 1atmosfera é 1013 mbar.

Unidades de pressão l Há muitas unidades de medidas de pressão.Algumas destas equivalentes estão listadasabaixo. l 1 bar = 100000 N/m2 l 1 bar = 100 kPa l 1 bar = 14.50 psi l 1 bar = 10197 kgf/m

l^ 1 mm Hg = 1.334 mbar aprox. l^ 1 mm H

O = 0.0979 mbar aprox. 2

l^ 1 Torr = 1mmHg abs (para vácuo)

1) - Incremento da produção com investimento relativamente pequeno

2) - Redução dos custos operacionais

.^ A rapidez nos movimentos pneumáticos e a

libertação do operário (homem) de operações repetitivas possibilitam o aumento do ritmo detrabalho, aumento de produtividade e, portanto, um menor custo operacional. 3) - Robustez dos componentes pneumáticos

.^ A robustez inerente aos controles

pneumáticos torna-os relativamente insensíveis a vibrações e golpes, permitindo que açõesmecânicas do próprio processo sirvam de sinal para as diversas sequências de operação.São de fácil manutenção. 4) - Facilidade de implantação

.^ Pequenas modificações nas máquinas convencionais,

aliadas à disponibilidade de ar comprimido, são os requisitos necessários para implantaçãodos controles pneumáticos

5) - Resistência a ambientes hostis

.^ Poeira,

atmosfera

corrosiva,

oscilações de

temperatura,

umidade,

submersão

em^ líquidos,

raramente

prejudicam

os^ componentes

pneumáticos, quando projetados para essa finalidade. 6) - Simplicidade de manipulação

.^ Os controles pneumáticos não necessitam de

Vantagens operários superespecializados para sua manipulação.

Desvantagens

1 ) - O ar comprimido necessita de uma boa preparação para realizar o trabalhoproposto:

remoção

de^ impurezas,

eliminação

de^ umidade

para^ evitar

corrosão

nos

equipamentos, engates ou travamentos e maiores desgastes nas partes móveisdo sistema. 2) - Os componentes pneumáticos são normalmente projetados e utilizados a umapressão máxima de 1723,6 kPa.

Portanto, as forças envolvidas são pequenas se

comparadas a outros sistemas. Assim, não é conveniente o uso de controles pneumáticosem operação de extrusão de metais.Provavelmente, o seu uso é vantajoso para recolher ou transportar as barras extrudadas. 3) - Velocidades muito baixas são difíceis de ser obtidas com o ar comprimidodevido^

às^ suas

propriedades

físicas.

Neste^

caso,^ recorre-se

a^ sistemas

mistos

(hidráulicos e pneumáticos). 4) - O ar é um fluido altamente compressível, portanto, é impossível se obteremparadas intermediárias e velocidades uniformes.

O ar comprimido é um poluidor

sonoro quando são efetuadas exaustões para a atmosfera. Estapoluição pode ser evitadacom o uso de silenciadores nos orifícios de escape

Propriedades Físicas do Ar Compressibilidade

O ar, assim como todos os gases, tem a propriedade de ocupar todo ovolume de qualquer recipiente, adquirindo seuformato, já que não tem forma própria. Assim,podemos encerrá-lo num recipiente com volumedeterminado e posteriormente provocar-lhe umaredução

de^ volume

usando

uma^

de^ suas

propriedades -

a compressibilidade. Podemos concluir que o ar permite reduzir o seu volumequando sujeito à ação de uma força exterior.

Difusibilidade

Propriedade do ar que lhe permite misturar-se homogeneamente comqualquer

meio^

gasoso^

que^ não

esteja

saturado. Elasticidade

Propriedade

que^ possibilita

ao ar voltar ao seu volume inicial uma vezextinto^

o^ efeito

(força) responsável

pela

redução do volume.

Pressão e força

Pressão e força l O ar comprimido exerceuma força de valorconstante para cadasuperfície de contatointerno contida noequipamento de pressão. l O líquido no recipienteserá pressurizado etransmitirá esta força. l Para cada bar demanômetro, 10 Newtonssão exercidosuniformemente para cada^2 cm.

Pressão e força l A força contida pelo tubodo cilindro é a áreaprojetada multiplicadapela pressão

l

D

Força^

D. l. P = 10

Newtons

Pressão e força l Se ambos os orifícios docilindro de dupla de açãosão conectados a mesmafonte de pressão, ocilindro se moverá parafora devido a diferença deáreas do pistão. l Se um cilindro de hastedupla é aplicado damesma forma ele está embalanço , portanto não semoverá em nenhumadireção.