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Engenharia

Calculadora do Dimensionamento de um Acumulador Hidráulico (Bexiga, Êmbolo e Diafragma)

O tamanho do acumulador necessário para fornecer um dado volume de óleo entre uma pressão de trabalho baixa e uma alta, a partir da pré-carga do gás, com os volumes de gás nos dois extremos.

Resultados

Tamanho do acumulador necessário 13,87 L
Volume de gás à pressão mínima 12,88 L
Volume de gás à pressão máxima 7,88 L
Parte do acumulador que é óleo utilizável 36,0 %

O que faz esta ferramenta

Um acumulador guarda óleo comprimindo uma almofada de azoto, e a lei dos gases (P₁V₁ᵏ = P₂V₂ᵏ) diz quanto óleo sai à medida que a pressão desce. Use pressões absolutas — a calculadora soma a pressão atmosférica aos valores manométricos que introduz. Uma descarga rápida, num segundo ou dois, é quase adiabática (k = 1,4); uma lenta dá tempo a que o calor entre, o que é isotérmico (k = 1) e dá mais óleo para o mesmo tamanho. A pré-carga costuma ficar em cerca de 80–90 % da pressão mínima de trabalho, e uma razão entre a pressão máxima de trabalho e a pré-carga acima de uns 4:1 maltrata a bexiga.

Fórmula

V₀ = ΔV ÷ [ (P₀/P₁)^(1/k) − (P₀/P₂)^(1/k) ] (absolute pressures; k = 1.4 fast, 1 slow)

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
dvVolume de óleo que precisa de tirarL
a0Pressão de pré-carga do gás (manométrica)bar
a1Pressão mínima de trabalho (manométrica)bar
a2Pressão máxima de trabalho (manométrica)bar
kkComportamento do gás—
V0Tamanho do acumulador necessárioL
V1Volume de gás à pressão mínimaL
V2Volume de gás à pressão máximaL
UFParte do acumulador que é óleo utilizável%

Exemplo resolvido

  • Volume de óleo que precisa de tirar5 L
  • Pressão de pré-carga do gás (manométrica)90 bar
  • Pressão mínima de trabalho (manométrica)100 bar
  • Pressão máxima de trabalho (manométrica)200 bar
  • Comportamento do gás1.4
  • Tamanho do acumulador necessário13,87 L
  • Volume de gás à pressão mínima12,88 L
  • Volume de gás à pressão máxima7,88 L
  • Parte do acumulador que é óleo utilizável36,0 %

Limitações

  • Para trabalhos que tenham de cumprir uma norma ou ser assinados, confirme o resultado com o regulamento aplicável e peça a revisão de um engenheiro qualificado.
  • A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.