projetos de máquinas agrícolas - a3
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PROJETOS DE MOTORES AGRÍCOLAS - CI
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
Prof. Dr. Daniel Albiero
FORTALEZA-CE
MARÇO DE 2012
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1- PROJETO TERMODINÂMICO;
2-PROJETO MECÂNICO (CINEMÁTICA E DINÂMICA);
3-PROJETO ESTRUTURAL;
4-PROJETO DE MATERIAIS.
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PROJETO TERMODINÂMICOMotores de Combustão Interna
TermodinâmicaCALOR É definido como energia transferida através do
contorno de um sistema devido a diferença de temperatura entre os sistema e seu entorno.
TaTb Ta<Tb
calor
TRABALHO É definido como energia transferida através do contorno de um sistema devido a diferença intensiva de uma propriedade, outra que não temperatura, que existe entre o sistema e seu entorno.
Pa
Pb Pa>Pb
trabalho
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Motores Térmicos:
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MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Termodinâmica
PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA: Energia não pode ser criada nem destruída mas apenas convertida e uma forma para outra.
Q- ΔEarmazenado =ΔEfluxo-W Onde: Q é o calor transferido; W é o trabalho realizado; ΔEfluxo é a diferença entre a quantidade final e inicial que fluíu; ΔEarmazenado é a diferença entre a quantidade final e inicial que fica armazenada.
SE E SOMENTE SE TODA ENERGIA ARMAZENADA FLUÍ PELO SISTEMA ENTÃO:
Q=-W
η=(ΣW)/Q chega no máximo a 60%
EFICIÊNCIA TÉRMICA:
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Termodinâmica
SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA: Dada uma máquina térmica que inicie sua operação é impossível que opere sem receber trabalho ou calor adicional para manter-se em operação. (O moto-contínuo é impossível, a entropia de um sistema sempre aumenta).
ds=(dQrev)/T
Onde:
ds é a diferencial da entropia;
dQrev é a diferencial do calor em um ciclo reversível;
T é a temperatura do sistema.
MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
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MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Ciclos MotoresCiclo Otto:
Nos diagrama Pv e Ts, figura (a) e (b) ocorrem os seguinte processos:
ab é uma compressão isoentrópica (compressão) ;
bc é um processo de adição de calor à volume constante (ignição);
cd é uma expansão isoentrópica (expansão);
da um processo de rejeição de calor à volume constante (exaustão).
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k=cp/cv é uma cte referente ao fluído
Ciclo Otto:
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Ciclo Otto:
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MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Ciclos MotoresCiclo Diesel
Nos diagrama Pv e Ts, figura (a) e (b) ocorrem os seguinte processos:
ab é uma compressão iso-entrópica (compressão) ;
bc é um processo de adição de calor à pressão constante (ignição);
cd é uma expansão iso-entrópica (expansão);
da um processo de rejeição de calor à volume constante (exaustão).
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Ciclo Diesel
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MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Tempos de operaçãoO termo tempos de operação de motores se refere a seqüência de operações que ocorrem no conjunto de mecanismos (motor) que seguem um ciclo motor.Existem motores 2 tempos, e motores 4 tempos:
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Motor 2 tempos (ciclo diesel ou otto)
MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Tempos de operação
Motor 4 tempos (ciclo diesel ou otto)
UMA VOLTA GIRABREQUIM = UM CICLO DE POTÊNCIA
DUAS VOLTAS GIRABREQUIM= UM CICLO DE POTÊNCIA
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Ciclo Diesel - Real
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Ciclo Diesel - Real
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Os motores modernos seguem este ciclo que na verdade é uma mistura entre o ciclo otto e diesel (a carga total, injeção de combustível e queima ocorrem dentro do tempo de expansão).
Ciclo Dual
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MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Tempos de operação
Motor 4 tempos (ciclo otto)
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Combustão
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PROJETO MECÂNICOBalanceamento:
0maF
0...... 2222
211 bb RmRmRm
0.rmM
0... 2211 bb RmRmRm
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PROJETO MECÂNICOBalanceamento:
Forças vibratórias
)(RxFTM s M é o momento vibratório, T é de reação, R é o vetor posição entre o pivô e o seguidor, F é a força do seguidor.
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Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO
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Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO
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Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO
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Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO
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Volante de Inércia:PROJETO MECÂNICO
.IT
dmzyI x ).( 22 dmzxI y ).( 22 dmyxI z ).( 22
2..21 IEC
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Volante de Inércia:PROJETO MECÂNICO
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PROJETO MECÂNICO
Forças dinâmicas nos pinos principais e da manivela:
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PROJETO MOTORES MULTICILÍNDRICOS
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^2
^22 )]..sen(...[))]...2cos(.)..(cos(..).cos(...[ jtrmit
lrtrmtrmF abas
Forças vibratórias em motores multicilíndricos:
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Momento vibratório em motores multicilíndricos:
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Modos de flexão e torção da vibração em motores multicilíndricos:
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CÁLCULO ESTRUTURAL
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PROJETO DE MATERIAIS
Diagramas de Ashby
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PROJETO DE MATERIAIS ( Aços):