ESTUDO TEÓRICO E EXPERIMENTAL
DE DESEMPENHO DE VENTOSAS
Ricardo Cardoso Rangel¹; Jorge Santos Lyra¹; Raquel Yoshimi Uehara¹; Luís Paulo Queiroz da Silva¹;
Bruno Gomes Coelho¹, Edgard Khalil Makdisse²; Francisco Tadeu Degasperi¹
1
Faculdade de Tecnologia de São Paulo – Fatec-SP – CEETEPS – UNESP – São Paulo – SP – Brasil
2
Metalúrgica Jóia – São Paulo – SP – Brasil
e-mail : [email protected]
1. Introdução
As ventosas são dispositivos bastante comuns e são
utilizados em funções muito variadas. Elas são mantidas
em sustentação devido à diferença de pressão entre a
pressão externa a ela, pressão atmosférica local, e a
pressão interna. A qualidade da fixação é definida, neste
trabalho, como a força que a ventosa pode sustentar em
relação ao tempo que ela consegue sustentar a carga.
Quando a ventosa é submetida a uma carga há um
aumento no volume interno (entre a superfície da
ventosa e a superfície de contato a ser fixada), que faz
com que a pressão interna diminua. Se há uma diferença
de pressão entre a pressão interna e a externa, então há
uma força atuando sobre esta área. Portanto a qualidade
de fixação da ventosa depende da diferença de pressão e
da área que efetivamente está sob a diferença de
pressão. Estes dois elementos determinam uma força
que equilibra a força peso da carga, realizando o
objetivo da ventosa.
A área de trabalho da ventosa pode ser determinada
a partir da diferença de pressão (entre a pressão
atmosférica e a pressão na região central), e a força que
essa pressão exerce sobre a ventosa. Para determinar a
força que a diferença de pressão exerce, medimos a
carga necessária para soltar a ventosa do vidro. Foram
realizadas várias determinações experimentais em
função de cargas impostas.
Fig. 1 Esquema do sistema de vácuo do arranjo
experimental.
2. Método Experimental
Foi idealizada a experiência de tal forma que
tivéssemos um peso fixo que a ventosa suportaria, e
aumentamos a pressão interna da ventosa, conforme
esquematizado na figura 1. Com uma bomba de vácuo
produzimos uma determinada pressão interna,
inicialmente, menor que 1 torr. Em seguida aumentamos
lentamente a pressão interna permitindo a entrada de ar,
através da válvula 2, como podemos ver na figura 1.
Quando a pressão interna atinge certo valor a ventosa
não consegue mais sustentar a carga, destacando-se da
superfície de vidro. Desta forma determinamos a
pressão interna e a força suportada pela ventosa na
iminência de se soltar [1].
3. Resultados e Discussões
Com os dados obtidos, chegamos a conclusão que
cerca de 70% da área da ventosa está sob a diferença de
pressão. Assim podemos estabelecer uma relação
simples entre o peso suportado pela ventosa em função
da área de atuação efetiva da ventosa e determinar
experimentalmente a sua carga máxima.
Fig. 2 Gráfico do peso suportado pela diferença de
pressão.
4. Conclusões
O coeficiente angular da reta (gráfico da figura 2)
que é igual à área da ventosa que está sob diferença de
pressão é 0,079 ⋅ kgf ⋅ torr −1 . Isto corresponde a
aproximadamente
58
cm².
Que
significa
aproximadamente 70% da área total da ventosa. Com
este estudo concluímos que se aumentássemos a área da
ventosa que está sob diferença de pressão
conseguiríamos aumentar o peso por elas suportado.
5. Referências
[1] Tecnologia do Vácuo – LTV da Faculdade de
Tecnologia de São Paulo – Fatec-SP, 2005 e 2006.
Agradecimentos
Agradecemos à Empresa PV-PrestVácuo Ltda. pela
construção de peças do arranjo experimental.