UNIVERSIDADE PAULISTA UNIPENGENHARIA MECNICA

ATIVIDADE PRTICA SUPERVISIONADA - APSCARRO PROPULSO VAPOR

Acadmicos MatrculaDaniel Barros de OliveiraB37615-5Victor QueirozB37395-4Marcos Roberto Gheno171637-9Rafael Junior R. de MeloB34017-7Laercio Silva SiqueiraB4515C-9Nedson Alves de NovaisB43IDD-7Pedro de Morais Rossi RibeiroB32538-0Danilo Gomes de BritoB315CD-8Fernando Roberto VicenteT12783-1SUMRIO

OBJETIVO DO TRABALHO

PESQUISA SOBRE PROPULSO A VAPOR

DESCRIO E DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

DESENHO

ORAMENTO

BIBLIOGRAFIA

OBJETIVO DO TRABALHO

Construir um carro que seja tracionado por mecanismo de propulso vapor, e que permita o transporte de massa padro de 100g, por uma pista de dimenses pr-estabelecidas em linha reta e cronometragem de tempo.

PESQUISA SOBRE PROPULSO A JATO

No se sabe com exatido quem foi o precursor da propulso a jato, porem, sabe-se que se iniciou com o uso do vapor de gua. As primeiras evidencias apontam para o Grego Heron de Alexandria, que viveu nos primeiros anos da era crist (10dC a 70dC). Matemtico e engenheiro, ficou conhecido pela formula do calculo da rea do triangulo e por inventar o aeolipile. Aeolipile foi considerado primeiro motor a vapor. Dispositivo que consistia de uma esfera oca montada de modo a girar sobre um par de tubos ocos suprido de vapor por um caldeiro. O vapor escapa da esfera atravs de tubos dobrados na linha equatorial, provocando o movimento de rotao. O aeolipile o primeiro dispositivo conhecido que transformou vapor em movimento rotativo. Como muitas outras mquinas da poca, esse dispositivo demonstrou a base mecnica e seus princpios utilizados at a atualidade. Alguns historiadores simplesmente consideram como uma curiosidade ou um brinquedo e que no foi utilizado para qualquer finalidade prtica, mas outros descrevem que tal dispositivos com cabos ligados ao eixo foram utilizados para abrir e fechar portas de templos. As obras de Heron sobreviveram por intermdio dos rabes e na Renascena ficaram conhecidas no Ocidente. Heron foi o precursor de Leonardo da Vinci, que contribuiu para o campo de turbo mquinas com a sua tomada de chamin em 1500. Este dispositivo era uma turbina dentro da chamin que usava gases quentes subindo para conduzir um conjunto de ps rotativo. A rotao era redirecionada e utilizada em um conjunto de engrenagens. Antes de Leonardo da Vinci, em meados de 1232, o chins Wan Hu desenvolveu o primeiro foguete impulsionado por propulso slida. Combustvel foi queimado em um recipiente fechado, e os gases quentes resultantes foram expelidos atravs de um bocal, que produziu elevadas velocidades de sada e assim o impulso. A partir de ento a evoluo das turbo maquinas foram mais rpidas, em 1629, Giovanni de Branca desenvolveu uma turbina a gs, que era uma verso antiga de uma turbina de propulso a vapor. Branca usou um vaso pressurizado de vapor e um bocal para conduzir um conjunto de lminas radiais em um eixo com alta velocidade. A rotao foi redirecionada a um conjunto de engrenagens cnicas para uma unidade mecnica. Em 1687, Sir Isaac Newton contribuiu com a criao do vago a vapor, que pode ser visto como um automvel mais tarde. Ele usou um tanque de gua fervente constantemente aquecida por uma combusto a bordo do vago e um pequeno bico para dirigir o vapor para desenvolver a presso. Ao ajustar a intensidade do fogo, a vlvula do bocal, e na direo do bico, foi capaz de regular a velocidade de escape e assim a fora da propulso. Embora o conceito era vivel, a potncia necessria excedeu a disponvel para velocidades razoveis de veculos, fazendo com que a idia fosse abandonada. Gifford foi o primeiro a usar um dispositivo de propulso controlada com sucesso para conduzir uma aeronave. Em 1851, ele usou um motor a vapor para alimentar um dirigvel movido a hlice. A carga total necessria para gerar energia era, obviamente, bastante grande devido ao tamanho do motor de combusto do combustvel, e a gua usada para ferver pesada de mais, tornando impraticvel a idia. Em 1883, Carl de Laval desenvolveu a primeira turbina hidrulica. Fazendo com que a gua flusse atravs de paletas com jatos direcionados com alta velocidade e transformando a rotao do eixo em trabalho. Este o tipo bsico de dispositivo rotativo usado para converter a energia potencial da gua em eixo de rotao com torque. Era muito parecida com a de seus antecessores, mas usava a gua e no vapor, fazendo com que sua inveno fosse vivel. Laval tambm construiu turbinas a vapor, em 1897. Ao longo do prximo quarto de sculo, ocorreu uma rpida evoluo. Turbinas a gs e a vapor eram usadas em navios e para gerao de energia. Em 1891, Charles Parsons desenvolveu uma turbina que a predecessora da turbina a gs moderna. Ele tinha dois componentes distintos: o gerador de vapor, combustor e a turbina. O gerador de combusto desenvolvido um vapor de alta presso, que foi dirigido como um jato de alta velocidade para a turbina a vapor. Na dcada de 1930, pesquisa e desenvolvimento simultneo e estritamente independente foram realizados na Gr-Bretanha e na Alemanha em turbinas a gs. Em 1930, Sir Frank Whittle (Gr-Bretanha) patenteou a turbina moderna propulso a gs. Com rotao de 18.000 rpm que desenvolvia fora de 4450 N. Em 1939, o primeiro vo com uma turbina a gs ocorreu na Alemanha. Hans von Ohain patenteou o motor para esta aeronave em 1936, que desenvolveu 4.890 N de empuxo. Esse motor tinha uma combinao de estgios de compressores centrfugos de fluxo axial e em geral, esta turbina a gs e outros motores de desenvolvimento foram superiores aos homlogos britnicos em eficincia e durabilidade. Alguns anos mais tarde, o Junkers Jumo alemo. Tambm durante a dcada de 1930, os primeiros propulsores de alta velocidade foram desenvolvidos para foguetes na Alemanha, chamado de V2. Com uso de oxignio e hidrognio bombeados e injetados na cmara de combusto, criava-se uma combinao de gases quentes ocasionando altas velocidades. A viagem inaugural do V2 ocorreu em 1940, e sua introduo permitiu o longo alcance de ogivas. Este tipo de propulso o princpio de funcionamento bsico de foguetes modernos. Hoje os maiores propulsores so construdos pela Pratt & Whitney, General Electric, Solar e Rolls- Royce. Todos estes fabricantes produzem motores que desenvolvem empuxos superiores a 445.000N. Amplamente utilizadas em foguetes espaciais, foguetes militares, aviao, gerao de energia entre outros, a propulso a jato muito importante para sustentar a vida moderna do homem.

DESCRIO E DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

O carro foi desenvolvido atravs de chassi de alumnio.

Com a turbina feita com uma ventoinha tambm de alumnio.

Foi utilizado engrenagens de plstico.

A caldeira foi feita com chapa de alumnio.

Aps a produo da caldeira foi instalado um manmetro para medirmos a presso interna na caldeira.

O eixo de trao traseira foi feito com a utilizao das engrenagens, que foram colocadas para transforma a velocidade de giro da turbina em fora para tracionar o carro, assim o fazendo andar.

Construiu-se uma capa para a turbina e as engrenagens, assim minimizando a perda de potncia de vapor.

Logo aps a caldeira foi colocada no chassi, onde a mesma tem um duto de exausto de vapor para a turbina.

Com todas essas fases temos o carro a vapor pronto. Aps isso foram feitos vrios testes de segurana, autonomia, potncia entre outros. Assim ao final conseguimos obter um carro a vapor que passou em todos os requisitos avaliados pelo professor Clodoaldo Valverde com nota mxima.

DESENHO

Viso frontal do carro a vapor,

Viso lateral do carro a vapor,

Viso superior do carro a vapor, mostrando seu sistema de engrenagens e turbina.

ORAMENTO

QTDEMATERIALUNITTOTAL

01PERFIL ALUMNIO 3MR$ 12,00R$ 12,00

01ENGRENAGEM TEFLON 45MMR$ 23,00R$ 23,00

01ENGRENAGEM TEFLON 10MMR$ 12,00R$ 12,00

01ENGRENAGEM TEFLON 35MMR$ 16,00R$ 16,00

02RODA TRASEIRAR$ 20,00R$ 40,00

02RODA DIANTEIRAR$ 12,00R$ 24,00

30REBITE 1MMR$ 0,05R$ 1,50

01TURBINA 100X60 X 40 PSR$ 35,00R$ 35,00

01ROLAMENTO 6201ZZR$ 15,00R$ 15,00

01EIXO AO INOXIDVEL 15X2MMR$ 20,00R$ 20,00

01CHAPA DE AO CARBONOR$ 20,00R$ 20,00

01DOBRA E SOLDA DA CHAPAR$ 50,00R$ 50,00

01CONEXES E TUBOS DE COBRER$ 10,00R$ 10,00

01MATERIAL DE SOLDAR$ 30,00R$ 30,00

TOTALR$ 298,50

BIBLIOGRAFIA

The 100 Most Infuential Inventors of All Time, vrios autores, Britannica Educational Publishing, 2009

http://assets.cambridge.org/052181/9830/excerpt/0521819830_excerpt.htm

http://guiadoestudante.abril.com.br/aventuras-historia/invencoes-heron-alexandria-como-poderiam-ter-revolucionado-antiguidade-772632.htm