ESTUDO DAS CONDIÇÕES DE ESCOAMENTO DE SISTEMAS DE POSICIONAMENTO ELETRO-HIDRÁULICOS EMPREGANDO O MÉTODO DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO

Resumo

Resumo: Diversas técnicas têm sido usadas na modelagem de escoamento laminar em tubulações. Em sistemas hidráulicos, a dinâmica do escoamento pode ser considerada suficientemente rápida. Aliado a isto, os comprimentos dos segmentos das tubulações não são muito longos, e por estas razões, a dinâmica do escoamento em tubos normalmente é desprezada. O estudo dinâmico de sistemas hidráulicos normalmente é direcionado à interação dos componentes, fenômenos presentes inerentes às não linearidades e perturbações externas que, de modo geral, podem ser representados por modelos a parâmetros concentrados. O modelo de tubos pode ser representado simplesmente por um coeficiente de perda de carga. Uma representação mais completa inclui a compressibilidade e a inércia associado ao fluido. Para o caso de modelagem empregando-se o modelo a parâmetros concentrados, pode ainda ser prático dividir a tubulação das linhas de escoamento em partes ou segmentos de tubo. Para alguns sistemas que operam com longas linhas de transmissão, como é o caso de sistemas hidráulicos de aeronaves, ou ainda aqueles cujo efeito dinâmico do fluido nas linhas possa interferir no seu funcionamento, é importante usar modelos mais precisos que descrevam com maior fidelidade o comportamento real das variáveis de saída. Para tal, podem ser usados modelos a parâmetros distribuídos, próprios para análise no domínio da frequência. A modelagem e simulação mais acurada visa predizer qual será o comportamento do fluido sob determinadas condições de trabalho, a fim de se encontrar meios de corrigir ou amenizar possíveis efeitos negativos de projeto. Os principais efeitos oriundos da dinâmica do escoamento geralmente são caracterizados por pulsações contínuas ou transientes de pressão e/ou valores de vazão que possam causar instabilidades no funcionamento do circuito. Golpes hidráulicos podem ser gerados em resposta a rápidas comutações da válvula de comando. Dependendo da magnitude dos picos de pressão, poder haver redução da vida útil dos componentes, irregularidades no movimento da máquina e fadiga dos materiais. Neste cenário, o presente artigo utiliza o método das linhas de transmissão para modelar as linhas de escoamento de um sistema de posicionamento eletro-hidráulico no qual são utilizadas linhas longas e de pequeno diâmetro. O objetivo é o de verificar o comportamento do sistema fluídico e compará-lo à modelagem tradicional que utiliza parâmetros concentrados. Os resultados da simulação são apresentados e discutidas as equivalências e discrepâncias entre os modelos analisados.