CONSTRUÇÃO DE UM CARRO PROPULSÃO À VAPOR

...

- OBJETIVO DO TRABALHO

Projetar e construir um carro que seja tracionado com mecânismo de propulsão à vapor e que permita o transporte de massa padrão de 100g, por uma pista de dimensões pré-estabelecidas , em linha reta e cronometragem de tempo.

[pic 2]

Abade Nolet – 1748

[pic 3]

Isaac Newton - 1690

[pic 4]

Nicolas Joseph Cugnot - 1770

Fonte: www.museudantu.org.br

- MEMORIAL DESCRITIVO DO PROJETO

PROJETO cuja origem da palavra vem do latim PROCIERE , significa “antes de uma ação”.

Projeto ou “Design” engloba vários significados, alguns ligados a aparência estética, desenhos artisticos e técnicos, esboços, planejamento para conceber, dentre outros.

Neste trabalho, fora dado enfoque no Projeto de Engenharia, o qual define-se como “O processo de aplicação de várias técnicas e princípios científicos com o intuito de definir um dispositivo, um método ou um sistema suficientemente pormenorizado para permitir sua realização”.

“A criação e o desenvolvimento das forças, consistem na converção de uma forma de energia em outra”.

Conhecedor deste fato, cabe ao engenheiro calcular as forças, os movimentos e a energia gerada, o que lhe permitirá a definição do tipo de material mais adequado à aplicação, dimensões e formato de cada componente do objeto que se deseja construir, de forma que se cumpra o objetivo previamente definido.

Considerando que uma máquina e/ou equipamento é composto por diversos componentes, além de calcular cuidadosamente cada peça é necessário avaliar o funcionamento destas em conjunto, portanto antes da análise de tensão e deflexão é necessário avaliar a geometria da peça, os esforços aplicados, inércia, forças, momentos, torques e dinâmica.

Iteração significa repetir ou voltar a um estágio anterior, ou seja, para a definição de um bom projeto é fundamental que haja um inter-relacionamento perfeito entre as peças projetadas, algumas vezes, faz-se necessário reprojetar, o que significa refazer cálculos e reavaliar o tipo de material, dentre outros.

A Metodologia do Projeto utilizada permite avaliação pormenorizada do problema, definição do objetivo, definição e direcionamento de tarefas, organização dos registros e definição do prazo para conclusão do trabalho.

Para efetuar os cáculos o engenheiro deve ter conhecimento dos conceitos citados abaixo:

1ª Lei de Newton – Lei da Inércia : Inércia é a tendência que os corpos possuem de manter seu estado cinemático (repouso ou movimento) .

2ª Lei de Newton – Princípio Fundamental da Dinâmica : A resultante das forças (F) atuantes em um corpo será igual ao produto da massa do corpo pela sua aceleração. ( F= m x a )

3ª Lei de Newton – Lei da Ação e Reação : A toda ação corresponde uma reação de mesmo módulo (intensidade), mesma direção e sentido contrário.

A Força Peso (P) tem direção sempre vertical, aponta sempre para baixo e é calculada pelo produto de sua massa pela aceleração da gravidade. ( P = m x g ).

A Reação Normal de Apoio (N) tem direção sempre perpendicular (90º) ao plano de apoio do corpo.

A Força de Atrito (Fat) é calculada pelo produto do coeficiente de atrito pela Força Normal. ( Fat = µ x N )

Peso Específico ( Ƴ ) = Peso específico do fluído em estudo = Peso / Volume

Peso Específico Relativo ou Densidade Relativa ( ƳR ) = Peso específico do fluído em estudo divivido pelo peso específico da água.

Massa Específica ( ρ ) = Densidade = Massa / Volume

Propriedades dos Fluídos :

Compressíveis: Aquele cuja massa específica varia de um ponto a outro.

Imcompressíveis: Aquele que tem a massa específica constante em todos os pontos do escoamento.

Dilatáveis :

Indilatáveis :

Teorema de Stevin : A diferença de pressão entre dois pontos de um fluído em repouso é igual ao produto do peso específico do fluído pela diferença de cotas de dois pontos.

Lei de Pascal : Pressão é igual a Força dividida pela Área ( P = F / A )

A Energia não pode ser criada nem destruída, somente transformada.

Conceito Termodinâmico de Calor : A Energia (agente físico) é um fenômeno capaz de gerar transformações.

Energia Potencial ( Ep ) : É o estado de energia do sistema devido à sua posição no campo da gravidade em relação a um plano horizontal de referência (PHR). É medida pelo potencial de realização de trabalho do sistema. Ex.: Sistema peso G = m x g , cujo centro de gravidade está a uma cota z em relação a um PHR.

Trabalho = Força x Deslocamento então, W = Gz = mgz logo, Ep = mgz

Energia Cinética (Ec) : É o estado da energia determinado pelo movimento do fluído. Em um sistema de massa m e velocidade v ; a energia cinética é dada por :

Ec = m.v2

2

Energia de Pressão ( Epr ) : Corresponde ao trabalho potencial das forças de pressão que atuam no escoamento do fluído. Epr = v ʃ pdV

Energia Mecânica total do fluído ( E ): Levando-se em conta apenas efeitos mecânicos (excluindo-se energias térmicas) . E = Ep + Ec + Epr ou

E = mgz + m.v2 + v ʃ pdV

2

- MEMORIAL DE CÁLCULO:

- Dimensionamento de um dos eixos e verificação se o mesmo está sujeito à fadiga;

- Verificação da resistência