Energia Na Agricultura - A8
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MOTORES AGRÍCOLAS - CI
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
Prof. Dr. Daniel Albiero
FORTALEZA-CE
1- PROJETO TERMODINÂMICO;
2-PROJETO MECÂNICO (CINEMÁTICA E DINÂMICA);
3-PROJETO ESTRUTURAL;
4-PROJETO DE MATERIAIS.
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
Motores Térmicos:
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:
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
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).
k=cp/cv é uma cte referente ao fluído
Ciclo Otto:
Ciclo Otto:
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).
Ciclo Diesel
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:
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
Ciclo Diesel - Real
Ciclo Diesel - Real
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
MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Tempos de operação
Motor 4 tempos (ciclo otto)
Combustão
PROJETO MECÂNICOBalanceamento:
0maF
0...... 2222
211 bb RmRmRm
0.rmM
0... 2211 bb RmRmRm
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.
Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO
Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO
Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO
Dinâmica de MotoresPROJETO MECÂNICO
Volante de Inércia:PROJETO MECÂNICO
.IT
dmzyI x ).( 22 dmzxI y ).( 22 dmyxI z ).( 22
2..21 IEC
Volante de Inércia:PROJETO MECÂNICO
PROJETO MECÂNICO
Forças dinâmicas nos pinos principais e da manivela:
PROJETO MOTORES MULTICILÍNDRICOS
^2
^22 )]..sen(...[))]...2cos(.)..(cos(..).cos(...[ jtrmit
lrtrmtrmF abas
Forças vibratórias em motores multicilíndricos:
Momento vibratório em motores multicilíndricos:
Modos de flexão e torção da vibração em motores multicilíndricos:
CÁLCULO ESTRUTURAL
PROJETO DE MATERIAIS
Diagramas de Ashby
PROJETO DE MATERIAIS ( Aços):
MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Desempenho e avaliação dos motores de combustão internaCurvas de desempenhoNorma OECDmotor em condições reais, com todos os acessório. Norma americana (Nebrasca)motor “limpo” sem acessórios (desempenho de 20 a 30 % maior do que na norma OECD)
MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Dinamômetro AW NEB400 Fluxômetro gravimétrico DLG
Desempenho e avaliação dos motores de combustão interna
MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Curva Característica CBT-5400Desempenho e avaliação dos motores de combustão interna
MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Curva de Isoconsumo CBT-5400Desempenho e avaliação dos motores de combustão interna
MOTORES DE USO AGRÍCOLAMotores de Combustão Interna
Curva de Isso-potênciaDesempenho e avaliação dos motores de combustão interna