Escola Politécnica de Pernambuco Departamento de Engenharia Mecânica PROGRAMA EMENTA

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1 PROGRAMA Disciplina: MÁQUINAS HIDRAULICAS Código: MECN0004 Carga Horária Semestral: 60 HORAS Obrigatória: sim Eletiva: Número de Créditos: TEÓRICOS: 04; PRÁTICOS: 00; TOTAL: 04 Pré-Requisito: MECÂNICA DOS FLUIDOS Co-Requisito: EMENTA Energia Hidráulica: Equação da continuide. Forças exercidas e energia cedida por líquido em escoamento permanente. Teorema de Bernoulii. Perda de Carga; Máquinas Hidraulicas: Classificação geral. Elementos Construtivos principais. Triângulos de velocidades. Equação fundamental dasd MH. Semelhança hidráulica; Bombas Hidraulicas: Classificação. Alturas de elevação. Velocidades, diâmetros e perdas de carga nas tubulações. Potências e rendimentos. Cavitação/NPSH. Sleção de bombas hidráulicas. Introdução ao projeto de BH. Instalação e operação de BH; Turbinas Hidraulicas: Classificação/ principais tipos. Componentes principais.queda hidráulica. Potências e rendimentos. Seleção de turbinas hidráulicas. Cavitação em TH. Introdução ao projeto de TH. Modelo e protótipo. Regulação de velocidade. OBJETIVOS Conhecer os princípios de funcionamento e transformações de energia que ocorrem nas Máquinas Hidráulicas; Dimensionar tubulações e selecionar bombas hidráulicas e motores para sistemas de bombeamento de líquidos; Dimensionar e selecionar turbinas hidráulicas. Máquinas Hidraulicas 1

2 UNID. ITEM CONTEÚDO HORAS AULAS T P 1 01 Siderurgia 08 Matérias-primas da industria siderúrgica: minério de ferro, coque metalúrgico, calcário, ar e minério de manganês. Produção do Ferro Gusa: Operação do Alto Forno. Processo de redução direta: Obtenção do Ferro Esponja. Fabricação do Aço: Processos pneumáticos (conversores) e forno elétrico. Refino oxidante, refino redutor, rinsagem, dessulfuração e desoxidação. Lingotamento contínuo e laminação: obtenção de lingote, chapas, perfis, barras e fio-máquina. 02 Tratamento Térmico 10 Diagrama de equilíbrio: Influência do diagrama de equilíbrio nos tratamentos térmicos, Alotropia do Ferro. Principais tratamentos térmicos das ligas Fe-C: Recozimento, normalização, têmpera, revenimento e coalescimento. Diagrama transformação-tempo-temperatura: Curvas TTT para vários tipos de aço. Diagrama de transformação para diagrama contínuo. Fatores que influem na posição das linhas em C. Temperabilidade: Método Jominy. Fatores que afetam a temperabilidade. Distorção de Bain. Transformação martensita de vários metais. Têmpera superficial: Têmpera por chama e têmpera por indução. Tratamentos isotérmicos: Austêmpera e martêmpera. Tratamentos térmicos novos: Têmpera diferencial. Patenteamento. Tratamento sub-zero. Têmpera superficial a laser. Tratamento térmico em vácuo. Tratamentos termoquímicos: Cementação. Nitretação. Carbonitretação. Cianetação. Boretação. Nitretação e carbonitretação à plasma. Prática dos tratamentos térmicos: Fornos de aquecimento, atmosfera controladas, controle do teor de carbono, ponto de orvalho, tensões internas e Máquinas Hidraulicas 2

3 empenamento. 03 Aços para construção Mecânica 02 Sistemas de classificação dos aços. Sistemas SAE, AISI, DIN e ABNT. Composição química e propriedades dos açoscarbono: Influencia da composição química, tratamento térmico e mecânico nas propriedades dos aços-carbono. Tipos de aços: Aços estruturais, aços para chapas e tubos, aços para molas, aços de usinagem fácil, aços para cementação e nitretação. 04 Ferros Fundidos 04 Ferros fundidos brancos e ferros fundidos cinzentos: Carbono combinado e carbono grafítico. Influência da composição química e da velocidade de resfriamento. Classes dos ferros fundidos cinzento segundo as normas ABNT e DIN. Forma e distribuição dos veios de grafita, classificação da ASTM. Tratamentos térmicos dos ferros fundidos. Outros meios para se obter ferros fundidos melhores. Ferro fundido mesclado. Ferro fundido coquilhado. Propriedades gerais dos ferros fundidos cinzentos. Ferros fundidos maleáveis: Processos de maleabilização. Propriedades dos ferros fundidos maleáveis segundo a ABNT. Ferros fundidos nodulares: Processo de nodulação. Classificação do ferro fundido nodular segundo a ABNT. 2 1ª Prova Metalografia 06 Macrografia: Preparo do corpo de prova. Exame e interpretação do resultado do ataque. Impressão de Baumann. Exemplos de macrografias. Micrografia: Técnica micrográfica. Microscópio metalográfico. Constituintes dos aços. Avaliação do teor de carbono pela micrografia. Impurezas nos aços. Interpretação micrográfica. Exemplos de micrografias. Máquinas Hidraulicas 3

4 06 Materiais Resistentes a corrosão e ao calor 06 Aços inoxidáveis: O papel do cromo e a passividade. Classificação AISI e metalurgia física dos aços inoxidáveis. Efeito dos elementos de liga nos aços inoxidáveis. Diagrama de Shaeffler. Soldagem dos aços inoxidáveis, Trinca à Quente. Sensitização e a corrosão intergranular. Como evitar a corrosão intergranular. Estabilidade dos aços inoxidáveis quando submetido a altas temperaturas, Fase Sigma. Conformação dos aços inoxidáveis. Aplicações dos aços inoxidáveis ferríticos, martensíticos, austeníticos, duplex e endurecíveis por precipitação. Ligas não-ferrosas resistentes ao calor. Ligas a base de níquel. 07 Aços para fins especiais 02 Aços resistentes ao desgaste: Aços Hadfield. Aços carbono-cromo: Aço SAE 50100, SAE e SAE Aços ultra resistentes: Mecanismo de endurecimento por precipitação. Aços maraging. Aços grafíticos. Usinabilidade e aplicações em matrizes para conformação afrio Aços criogênicos: Transição fratura dúctil-fratura frágil dos aços quando submetidos a baixas temperaturas. Aço SAE Aços patináveis: Aços resistentes à corrosão atmosférica na construção civil. 08 Metais não ferrosos 04 Cobre e suas ligas: Processo de refino do cobre. Bronzes para mancais. Bronzinas. Latões. Tratamentos térmicos do cobre e suas ligas. Alumínio e suas ligas: Metal alumínio. Processo de obtenção do alumínio Hall/Herout. Resistência à corrosão do alumínio puro e das ligas de alumínio, Alclad. Ligas de alumínio trabalhadas. Ligas de alumínio tratadas termicamente. Ligas fundidas de alumínio para veículos. Ligas de alumínio superresistentes. Conformação do alumínio. Soldagem do alumínio. Aplicações do alumínio e suas ligas. Máquinas Hidraulicas 4

5 Outros metais e ligas não ferrosas: Níquel, magnésio e titânio. 09 Aços para ferramentas e Matrizes 02 Aços para trabalho a frio. Aços resistentes ao choque. Aços para trabalho á quente. Aços rápidos: Dureza a quente. Seleção dos aços rápidos. Metal duro ou carbonetos duros sinterizados: Características gerais do metal duro. Classes do metal duro. Seleção do metal duro para usinagem. Tratamento superficial do metal duro. Cermets. Materiais cerâmicos. Outros materiais para ferramentas e matrizes: Diamante 10 Produtos da Metalurgia do Pó 01 Metais refratários Materiais porosos Materiais para contatos elétricos. Materiais de fricção sinterizados. Materiais magnéticos Metais e ligas não-ferrosos produzidos por metalurgia do pó 11 Materiais Plásticos e compósitos usados na construção Mecânica Materiais plásticos:náilon (Poliamidas). Policarbonatos. ABS ou acrilonitrila-butadienoestireno. Ligas plásticas. Processos de fabricação de peças em material plástico. Compósitos: Tipos de compósitos.aplicações da fibra de vidro, fibra de Carbono e outros Novos Materiais 01 Superpolímeros. Cerâmica avançada. Materiais utilizados na Bioengenharia e outros. 2ª Prova 02 Máquinas Hidraulicas 5

6 METODOLOGIA Aulas expositivas com utilização de quadro, retro-projetor, slides, cartazes, catálogos e documentação técnica de fabricantes. Utilização da Internet como meio de pesquisa e comunicação com os alunos. BIBLIOGRAFIA BÁSICA Macintyre, Archibald Joseph,BOMBAS E INSTALAÇÕES DE BOMBEAMENTO Macintyre, Archibald Joseph MÁQUINAS MOTRIZES HIDRÁULICAS BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR de Mattos, Edson Ezequiel e de Falco, Reinaldo BOMBAS INDUSTRIAI McKlausen Editora Bran, Richard e de Souza, Zulcy MÁQUINAS DE FLUX Ao Livro Técnico S/A Máquinas Hidraulicas 6