Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 06

As bombas são equipamentos deslocadores de fluidos imprescindíveis a qualquer processo industrial. Em todos os processos industriais encontramos a necessidade de transporte de fluidos de um lugar para outro. A bomba sozinha não é capaz de realizar este trabalho. Para efetuar bombeamento é necessário aplicar algum tipo de energia, que pode ter origem em um motor de combustão, como é o caso das bombas centrífugas utilizadas para combate a incêndios. A energia mais comum e mais aplicada nas indústrias é a elétrica, através de motores elétricos, onde as bombas são acopladas para receber movimento mecânico e realizar sua função final. Os tipos de bombas de maior aplicação na indústria são as centrífugas, por apresentarem um excelente desempenho no deslocamento de fluidos. Estas se classificam pelo rotor utilizado na operação. O rotor é o componente responsável pelo deslocamento e transporte do fluido. Para fluidos viscosos(grossos)e com partículas sólidas utilizamos rotores abertos, a fim de equalizar o bombeamento, evitando vibração no conjunto. Para fluidos menos viscosos, principalmente água, aplicamos rotores fechados, o que transfere ao conjunto uma excelente produção de bombeamento. As centrífugas podem ser monobloco como a da figura 1, também chamadas de motobombas ou montadas separadamente dos motores elétricos. O número de rotores de uma bomba irá caracterizar a classificação dos estágios das bombas, podendo ter desde um estágio( 1 rotor), ou vários estágios (vários rotores). Existem outros tipos de bombas para os mais diversos processos industriais. Bombas dosadoras, bombas de diafragma, bombas peristálticas, bombas submersas e submersíveis são exemplos de equipamentos para bombeamento. Na ligação entre motores e bombas estão os acoplamentos, elementos destinados a transferir energia mecânica gerada nos motores elétricos para as bombas. Estes elementos devem estar devidamente alinhados e bem fixados para evitar vibrações, o que certamente acarretará ruído e calor excessivo, resultante do atrito entre as peças. Outra observação importante concentra-se na proteção deste conjunto girante, pois é muito comum a retirada desta proteção durante a manutenção ou lubrificação , mas a frequência de reposição não é a mesma, resultando numa exposição ao risco de desprendimento de um parafuso ou parte do acoplamento durante o funcionamento. A ligação elétrica deve estar devidamente aterrada e protegida de contato com o fluido bombeado, para evitar o choque elétrico aos operadores e aos colaboradores da área de manutenção. As peças mecânicas devem estar dentro da especificação para cada equipamento, isto irá diminuir as possibilidades de desajustes. A capacidade de carga de bombeamento deve ser também obedecida de acordo com as recomendações do fabricante. Por fim, as bombas e motores elétricos devem estar bem fixados à sua base, para evitar desníveis e perdas de cargas provenientes do mau funcionamento dos conjuntos mecânicos. Um problema característico é chamado de “pé manco”, acontece quando deixam de fixar todos os parafusos dos motores e bombas à base, causando um deslocamento dos equipamentos no sentido do local sem fixação. Este procedimento transfere sobrecargas a todo o conjunto. As bombas são equipamentos que deslocam fluido com extremas pressões de carga. Portanto, é recomendável que no local de operação só estejam pessoas credenciadas e com experiência para agir em caso de emergência. A tubulação deve ser bem fixada e dentro das especificações de pressão e vazão. Deve-se ter cuidado com vazamentos do fluido bombeado, se o fluido for inflamável, as bombas devem ser dotadas de selo mecânico em sua vedação. Manobras de fluxo em altas pressões devem ser evitadas e é recomendável a utilização de válvulas de retenção nas linhas para evitar o golpe de aríete, choque extremamente brusco que prejudica seriamente equipamentos e linhas. Os compressores são equipamentos deslocadores de fluidos gasosos. A função principal dos compressores é de comprimir ar atmosférico, transformando-o em ar comprimido e armazenando este ar em vasos de pressão conhecidos como reservatórios. A operação de compressão de ar exige monitoramento constante dos sistemas. Cuidados com a condição de funcionamento dos pressostatos devem ser adotados para evitar problemas de sobrecarga nos vasos de pressão. O sistema deve ser constantemente purgados para manter a qualidade do ar comprimido. O movimento de acionamento mecânico é transferido ao compressor pelo motor elétrico através de polias e correias. Este acionamento deve estar dotado de uma proteção para evitar contatos com as partes rotativas dos conjuntos. Veja a seguir como funciona o compressor:

Máquinas e Equipamentos Agroindustriais Aula 04

Propriedades termodinâmicas são características macroscópicas de um sistema, como: volume, temperatura, pressão. Estado termodinâmico pode ser entendido como sendo a condição em que se encontra a substância, sendo caracterizado pelas suas propriedades. Processo é uma mudança de estado de um sistema. O processo representa qualquer mudança nas propriedades da substância. Uma descrição de um processo típico envolve a especificação dos estados de equilíbrio inicial e final. Ciclo é a fase do processo onde o estado inicial e o estado final do sistema coincidem. Substância pura é qualquer substância que tenha composição química invariável e homogênea. Ela pode existir em mais de uma fase (sólida, líquida e gasosa), mas a sua composição química é a mesma em qualquer das fases. Uma propriedade termodinâmica de uma substância é qualquer característica observável desta substância. Um número suficiente de propriedades termodinâmicas independentes constitui uma definição completa do estado da substância. As propriedades termodinâmicas mais comuns são: temperatura (T), pressão (P), volume (V). Além destas propriedades termodinâmicas mais familiares, e que são mensuráveis diretamente, existem outras propriedades termodinâmicas fundamentais para a análise de transferência de calor, trabalho e energia, não mensuráveis diretamente, que são: energia interna (u), entalpia (h) e entropia (s). Energia Interna (u): São as energias que a matéria possui devido ao movimento de forças intermoleculares. Esta forma de energia pode ser decomposta em duas partes: a) Energia cinética interna ⇒ relacionada à velocidade das moléculas; b) Energia potencial interna ⇒ relacionada às forças de atração entre as moléculas. As mudanças na velocidade das moléculas são identificadas, macroscopicamente, pela alteração da temperatura da substância (sistema), enquanto que as variações na posição são identificadas pela mudança de fase da substância (sólido líquido ou vapor). Entalpia (h): Podemos definir esta propriedade termodinâmica como sendo o aproveitamento da energia gerada nas transformações ocorridas neste sistema. Entropia (s): Esta propriedade termodinâmica representa uma medida da desordem molecular da substância. O processo de compressão do fluido refrigerante é utilizado em sistemas de refrigeração como geladeiras, freezers, balcões frigoríficos e condicionadores de ar. A base desses sistemas está na compressão do fluido por um motocompressor, onde o ciclo se coincide. O processo começa quando o sistema passa de termostático (parado), para termodinâmico, aproveitando a energia interna do sistema através da entalpia, onde o fluido refrigerante através de suas características termodinâmicas começa a se deslocar do tubo capilar em estado liquefeito, para o evaporador onde uma diferença de diâmetro existente entre o capilar e o evaporador proporciona evaporação ao fluido. Durante essa etapa do processo, um bulbo contendo mercúrio já se encarregou de acionar o motocompressor, através de um circuito termoelétrico. Estando acionado, o motocompressor começa a agir como uma bomba, retirando todo o fluido em estado gasoso, que numa reação endotérmica absorve todo o calor do evaporador e de qualquer corpo ou substância que nele se encontre, deixando o ambiente refrigerado ciclicamente. Nesse ponto o fluido encontra-se com sua pressão e temperatura baixa e seu volume reduzido (transformação de um gás num ciclo reversível). Até quando atingem o interior da câmara de compressão do motocompressor, onde ocorre uma transformação adiabática (tão rápido que o fluido não troca calor com o meio), apenas absorve parte do calor gerado pelo trabalho eletromecânico, responsável pelo funcionamento do pistão de compressão. Após ser comprimido, o fluido ainda em estado gasoso, é forçado a sair da câmara de combustão, por uma tubulação de menor diâmetro, causando com isto, o aumento da pressão e da temperatura do fluido, consequentemente seu volume também sofrerá variação, aumentando consideravelmente. Quando o fluido gasoso superaquecido (reação exotérmica) chega ao condensador, todo o calor retirado do interior do evaporador é dissipado, ao trocar calor com o meio externo. Nas geladeiras essa troca e dissipação ocorrem de maneira natural, através da ventilação das aletas que ficam na parte de trás. Nos condicionadores de ar essa dissipação se dá de maneira forçada, através de um ventilador que expulsa o calor do condensador. Essa ação do calor latente transforma o fluido refrigerante em estado gasoso para estado liquefeito, através da formação de fluido condensado resultante da diferença de temperatura do fluido e o meio externo.

Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 05

Os Motores Elétricos são elementos transformadores de energia, pois recebem alimentação de corrente elétrica e processam energia mecânica diretamente no seu eixo, através de uma reação eletromagnética resultante dos pólos existentes no interior dos motores. Estes equipamentos são indispensáveis aos setores produtivos, para o acionamento de máquinas e conjuntos mecânicos, portanto devemos observar as condições de instalação e operação, visando prevenir os acidentes de trabalho, motivados principalmente pelo choque elétrico. Os motores elétricos são compostos de uma carcaça que denominamos estator, onde ficam alojadas internamente as bobinas. Esta é a parte onde geralmente estão os pontos de fixação do estator à base dos conjuntos mecânicos. A caixa de ligação dos conectores de alimentação fica também alojada nesta parte do motor. A parte móvel do motor, ou seja, o rotor, tem no seu interior os pólos que se repelem ao serem energizados gerando a energia mecânica. Esta repulsão faz o motor girar transferindo para os conjuntos mecânicos força de tração rotativa. O acoplamento entre motores elétricos e outros equipamentos deve sempre contar com proteções devidamente projetadas para evitar acidentes de trabalho. Estes acoplamentos durante o funcionamento, podem desprender peças ou parafusos resultantes de trincas ou folgas nos parafusos de fixação. Os riscos de acidentes dos empregados que trabalham com eletricidade, em qualquer das etapas de geração, transmissão, distribuição e consumo de energia elétrica, constam da Norma Regulamentadora Instalações e Serviços em Eletricidade - NR10 do Ministério do Trabalho e Emprego - MTE. Veja abaixo o funcionamento de um motor elétrico sem proteção nas polias.

Refrigeração - Eletrotécnica - Aula 01

Conceitos Fundamentais da Refrigeração: Propriedades termodinâmicas são características macroscópicas de um sistema, como: volume, temperatura, pressão etc. Estado Termodinâmico: Pode ser entendido como sendo a condição em que se encontra a substância, sendo caracterizado pelas suas propriedades. Processo: É uma mudança de estado de um sistema. O processo representa qualquer mudança nas propriedades da substância. Uma descrição de um processo típico envolve a especificação dos estados de equilíbrio inicial e final. Ciclo: É um processo, ou mais especificamente uma série de processos, onde o estado inicial e o estado final do sistema (substância) coincidem. Substância Pura: É qualquer substância que tenha composição química invariável e homogênea. Ela pode existir em mais de uma fase (sólida, líquida e gasosa), mas a sua composição química é a mesma em qualquer das fases. Propriedades Termodinâmicas de uma Substância: Uma propriedade de uma substância é qualquer característica observável dessa substância.As propriedades termodinâmicas foram concebidas pelo físico francês Nicolas Sadi Carnot(1796-1832), considerado o pai da termodinâmica(foto). Um número suficiente de propriedades termodinâmicas independentes constitui uma definição completa do estado da substância. As propriedades termodinâmicas mais comuns são: temperatura (T), pressão (p), volume (V). Além destas propriedades termodinâmicas mais familiares, e que são mensuráveis diretamente, existem outras propriedades termodinâmicas fundamentais para a análise de transferência de calor, trabalho e energia, não mensuráveis diretamente, que são: energia interna (u), entalpia (h) e entropia (s). Energia Interna (u): São as energias que a matéria possui devido ao movimento de forças intermoleculares. Esta forma de energia pode ser decomposta em duas partes: a) Energia cinética interna ⇒ relacionada à velocidade das moléculas; b) Energia potencial interna ⇒ relacionada às forças de atração entre as moléculas. As mudanças na velocidade das moléculas são identificadas, macroscopicamente, pela alteração da temperatura da substância (sistema), enquanto que as variações na posição são identificadas pela mudança de fase da substância (sólido, líquido ou vapor). Entalpia (h): Na análise térmica de alguns processos específicos, freqüentemente são encontradas certas combinações de propriedades termodinâmicas. Assim é conveniente definir a nova propriedade termodinâmica chamada entalpia.Podemos também definir a entalpia como o aproveitamento da energia gerada por este sistema, considerando naturalmente, as perdas deste sistema. Entropia (s): Esta propriedade termodinâmica representa uma medida da desordem molecular da substância.

Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 04

Máquinas térmicas são sistemas termodinâmicos que trocam calor e trabalho com o meio externo. Os motores à combustão interna, por exemplo, recebem calor de uma fonte externa e transformam parte desse calor em trabalho mecânico. Este trabalho mecânico provém da energia térmica resultante da combustão gasosa gerada no interior do motor. A liberação desta energia faz movimentar todo o conjunto mecânico dos motores, através da reação termoquímica dos gases, ou seja, a reação exotérmica. Quando os cientistas buscavam aperfeiçoar suas máquinas, estes estabeleceram que tivessem que fugir da imagem do princípio de funcionamento da combustão externa, ou seja, das máquinas a vapor, alvo de inúmeros acidentes envolvendo seus protótipos de veículos de passeio. Portanto, definiram que suas máquinas obedeceriam a tempos de funcionamento, para combustão de uma mistura numa câmara vedada, gerando energia mecânica, originada do aproveitamento de parte da energia térmica resultante dos tempos de funcionamento. Esse ciclo foi montado com sucesso pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto em 1876, e posteriormente por Rudolf Diesel. Os quatro tempos de um Motor no Ciclo OTTO: 1ºtempo Admissão: A válvula se abre admitindo uma mistura de ar+combustível, pulverizando-o em forma gasosa. Nesse momento, o pistão está descendo. 2ºtempo Compressão: Ao subir, o pistão vem comprimindo a mistura contida na câmara de combustão, visando atingir o ponto máximo. Nesse instante, a mistura começa a aquecer, devido ao contato com as partes quentes do bloco do motor. 3ºtempo Combustão: No ponto máximo, ponto morto superior (PMS), essa mistura recebe uma descarga elétrica (centelha). O resultado desta reação termoquímica é a geração de uma ação exotérmica, quando então a mistura libera calor, forçando o pistão para baixo (PMI) ponto morto inferior, com extrema força, movimentando o conjunto pistão/biela, que transmitem este movimento ao virabrequim, gerando assim, a energia mecânica. 4ºtempo Descarga: Neste tempo, o pistão começa novamente a subir, expulsando os gases queimados, através da válvula de escape, completando dessa forma os quatro tempos de um motor de combustão. No ciclo Diesel, os tempos funcionam de maneira semelhante ao ciclo Otto, a diferença entre eles, se dá na Admissão (1ºtempo), onde este aspira somente ar, com ausência de combustível, que só será pulverizado no final da compressão (2ºtempo), onde o contato com o ar atmosférico comprimido resulta na combustão, devido à propriedade termodinâmica apresentada pelo óleo diesel. Esta diferença entre os combustíveis confere ao ciclo Diesel, a propriedade de ser a máquina térmica que mais se aproxima do rendimento idealizado por Carnot. O bloco do motor apresenta furos vazados, onde são montados os pistões para formar as câmaras de compressão e combustão. Na parte inferior do bloco, ficam os alojamentos dos mancais centrais. Estes apóiam o eixo de manivelas ou virabrequim como é mais conhecido. O cárter se localiza na parte inferior do bloco, têm duas funções, uma é cobrir os componentes inferiores dos motores e a outra é de ser o reservatório de óleo lubrificante das partes móveis dos motores. A tampa do motor, que forma com o bloco a câmara de combustão chamamos de cabeçote, onde o pistão comprime a mistura combustível+ar, nos motores do Ciclo Otto e somente ar nos motores do Ciclo Diesel. No cabeçote é que são fixadas as velas (gasolina/álcool/GNV), ou os bicos injetores (diesel). Entre o cabeçote e o bloco colocamos a junta de vedação, popularmente chamada de junta de tampão. No cabeçote, também é montado o eixo comando de válvulas, responsável pelo controle de admissão e descarga, para que o sincronismo de funcionamento do motor se mantenha estável. O pistão é a parte móvel da câmara que recebe toda a energia de combustão, transmitindo esta força à biela, através da fixação de um pino (pino do pistão). Seu material de fabricação e o antimônio (liga de alumínio). A biela é o braço de ligação do pistão com o eixo de manivelas, recebe a energia térmica do pistão, transmitindo-a ao virabrequim. O conjunto biela/pistão é o responsável pela transformação do movimento retilíneo em movimento rotativo do eixo de manivelas. Esse é o chamado giro do motor, ou seja, o número de voltas do motor, mais conhecido como RPM. O virabrequim ou eixo motor, é responsável direto pelo movimento do motor, através da força recebida do conjunto biela/pistão. Geralmente, este conjunto fica situado na parte inferior do bloco. Necessita de uma lubrificação constante, para que o sincronismo e uniformidade de funcionamento estejam mantidos. O eixo comando de válvulas tem a função é comandar o sincronismo de abertura e fechamento das válvulas de admissão e escape. Os tempos acontecem simultaneamente alternados, graças ao engrenamento entre o eixo comando de válvulas e o eixo de manivelas, através de engrenagens, correntes ou correias dentadas. Na sua extensão estão os ressaltos que comandam as válvulas, coordenando os tempos dos pistões acontecendo um de cada vez.

Máquinas e Equipamentos Agroindustriais Aula 03

SPRAY DRYER É O PROCESSO DE SECAGEM DE UM COMPOSTO FLUIDO QUE CONSISTE EM PULVERIZAR O PRODUTO DENTRO DE UMA CÂMARA SUBMETIDA A UMA CORRENTE CONTROLADA DE AR QUENTE, CHAMADA DE TORRE DE AQUECIMENTO E SECAGEM. DESTA MANEIRA SE CONSEGUE UMA EVAPORAÇÃO DOS SOLVENTES, EM GERAL ÁGUA, OBTENDO-SE ASSIM UMA SEPARAÇÃO ULTRA-RÁPIDA DOS SÓLIDOS E SOLÚVEIS CONTIDOS NO FLUIDO, COM A MÍNIMA DEGRADAÇÃO DO PRODUTO, ALCANÇANDO NA FASE FINAL DO PROCESSO O PRODUTO EM PÓ. A secagem por nebulização, mais conhecida por "spray drying", teve seus primeiros passos na metade do século 19, quando foi patenteada a primeira operação de secagem de ovos (1865). Porém, o início de sua utilização como processa a nível industrial data da década de 20. Os primeiros produtos a que se tem notícia como obtidos em larga escala com a secagem por nebulização foram o leite e o sabão em pó. A partir de então, seu uso disseminou-se pela indústria de processos em geral, sendo hoje, especialmente aplicado para a secagem em larga escala de produtos das linhas alimentícia e farmacêutica. Sua versatilidade operacional permite desde escalas laboratoriais da ordem de mililitros por hora até dezenas de toneladas por hora na indústria. Além disto, dada sua versatilidade e o pequeno tempo de residência dos produtos na câmara de secagem, tornou-se o principal equipamento para a secagem de materiais que apresentam sensibilidade ao calor, como alimentos e materiais de origem biológica. Dentre estes: extratos e produtos oriundos de plantas, corantes, microorganismos, produtos com leveduras, enzimas e proteínas. Outro campo onde a secagem por nebulização tem adquirido destaque recentemente é na microencapsulação de substâncias. Sua eficácia está baseada no princípio do aumento de área de contato entre o material a ser seco e o agente dessecante, ou seja, o ar quente. A secagem por atomização é aplicada a qualquer produto fluido possível de sofrer bombeamento, tais como emulsões, pastas, soluções e suspensões da indústria Alimentícia, como cereais e extratos de plantas, lácteos em geral, café, leveduras, hidrolisados de proteínas, derivados marinhos, subprodutos de frigoríficos, ovos, frutas e extratos de frutas. No processo de secagem por Spray Dryer com atomização por disco rotativo o principal objetivo é ter design perfeito para controlar a homogeneidade da atomização do produto e a segurança de continuidade efetiva de trabalho. Estes atomizadores integram uma linha de modelos que vão de 6 litros/hora até 15.000 litros/hora de capacidade de atomização. Existe uma gama muito ampla de produtos que requerem a utilização do sistema de secagem por atomização, que mantém as propriedades físico-químicas dos produtos e em alguns casos chega a melhorar essas propriedades. Através de uma solução, emulsão, suspensão ou pasta, é enorme a diversidade de produtos que se pode secar por meio deste sistema nas indústrias Química e Alimentícia. Leite em pó, sucos, sopas instantâneas, são alguns poucos exemplos de produtos do conhecimento geral. O produto principal na área de secagem por atomização é o detergente em pó, largamente utilizado no setor de higienização e limpeza. Neste processo, um bico substitui o disco rotativo na pulverização do detergente em forma líquida, pela reação termoquímica das diferentes substâncias da fórmula e por serpentinas de vapor, a fim de manter a viscosidade no processo. Entendendo o processo: O processo se caracteriza em pulverizar o fluido ou mistura de fluidos dentro de uma câmara submetida a uma corrente controlada de ar quente. Este fluido é atomizado em milhões de micro-gotas individuais mediante um disco rotativo ou bico pulverizador. O disco atomizador é uma peça chave nos equipamentos de secagem por atomização, sua rotação é muito elevada e conseqüentemente está exposto a altas forças centrífugas e altos níveis de fadiga do material. Os discos são projetados e fabricados com materiais e desenhos apropriados para cada aplicação específica. Altas temperaturas, líquidos abrasivos, materiais corrosivos, provocam fadiga nos materiais que devem ser monitorados e revisados periodicamente pelo operador e pelo setor de manutenção. Por motivo algum deve ser colocado em operação um disco com sinais físicos de desgaste ou marcas de batidas por manuseio indevido. O disco é uma peça balanceada e se esse balanceamento for mantido teremos maior vida útil dos elementos moveis do atomizador.