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Engenharia de Energia ·
Máquinas Térmicas
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Projetos de Máquinas Térmicas II PROF ALYSSON NUNES DIÓGENES DOUTOR EM ENGENHARIA MECÂNICA Chegou o dia do projeto O objetivo do trabalho é analisar de forma dinâmica o funcionamento de um veículo nas condições propostas pela equipe de resistência ao rolamento e ângulo de aclive ou declive Mas veja os critérios de correção Descreva o veículo com fotos desenhos ou croquis e exponha sua ficha técnica Valor 5 Estimativa das curvas de potência e torque do motor Valor 30 Montagem adequada do modelo matemático e sua resolução ao longo do tempo incluindo sua faixa de validade e turbocompressão Valor 20 Cálculo do rendimento e rendimento de Carnot Valor 25 Análise das curvas do veículo Vt at e TxWxRPM Valor 10 Curvas para o caso em que um câmbio CVT é aplicado Valor 10 Percurso só no 2º bimestre Vou fazer para o meu Chrysler 300C V6 36 Modelo matemático 𝑇 𝑎 𝜂3 𝑏 𝜂2 𝑐 𝜂 𝑑 Onde η é a velocidade angular em rps Aplicar a rotação do torque máximo E ሶ𝑊 𝜔 𝑇 Lembrando que a unidade de ω é rads Assim ሶ𝑊 2𝜋 𝜂 𝑇 Modelo matemático Então ሶ𝑊 2𝜋𝑎 𝜂4 𝑏 𝜂3 𝑐 𝜂2 𝑑 𝜂 Aplicar a rotação da potência máxima As incógnitas são os coeficientes Mas temos 2 equações e 4 incógnitas Modelo matemático Mas as derivadas Nos pontos máximos 𝑑𝑇 𝑑𝜂 3𝑎 𝜂2 2𝑏 𝜂 𝑐 0 0 E 𝑑 ሶ𝑊 𝑑𝜂 2𝜋 4𝑎 𝜂3 3𝑏 𝜂2 2𝑐 𝜂 𝑑 0 Modelo matemático Colocando em forma matricial AxB 𝜂3 𝜂2 𝜂 1 3𝜂2 2𝜂 1 0 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑇𝑚𝑎𝑥 0 ሶ𝑊𝑚𝑎𝑥 0 Atenção às rotações Modelo matemático Achava que álgebra linear não servia pra nada XA1B Inverta a matriz A online e multiplique por B O resultado será os coeficientes E dos coeficientes as curvas O resultado Gráfico de W e T x RPM Atenção à faixa de validade Mas e agora carrosnaweb Nota do leitor 70 Avalie Motor Instalação Dianteiro Disposição Longitudinal Cilindros 6 em V Válvulas por cilindro 4 Razão de compressão 1021 Cilindrada 3604 cm³ Código do motor Pentastar Pesopotência 62 kgcv Rotação máxima 6400 rpm Aspiração Natural Alimentação Injeção multiponto Comando de válvulas Duplo no cabeçote corrente Variação do comando Admissão Diâmetro dos cilindros 96 mm Potência máxima 296 cv a 6350 rpm Torque máximo 36 kgfm a 4800 rpm Torque específico 100 kgfmlitro Potência específica 821 cvlitro Forças atuantes no carro Arrasto 𝐹𝐷 𝐶𝐷𝜌𝐴 𝑉2 2 Peso Fp sin 𝛼 𝑚 𝑔 Força do motor Fm 2 𝐷𝑝𝑛𝑒𝑢 𝑇𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑟𝑚𝑎𝑟𝑐ℎ𝑎𝑟𝑑𝑖𝑓𝑓 A velocidade 𝑛 𝑉𝑟𝑑𝑖𝑓𝑓𝑟𝑚𝑎𝑟𝑐ℎ𝑎 𝜋𝐷𝑝𝑛𝑒𝑢 Da 2ª Lei de Newton Σ𝐹 𝑚 𝑎 𝑚 𝑑𝑉 𝑑𝑡 Substituindo Σ𝐹 𝐹𝑚 𝐹𝐷 𝐹𝑝 𝑚 𝑑𝑉 𝑑𝑡 E 2 𝐷𝑝𝑛𝑒𝑢 𝑇𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑟𝑚𝑎𝑟𝑐ℎ𝑎𝑟𝑑𝑖𝑓𝑓 𝐶𝐷𝜌𝐴 𝑉2 2 sin 𝛼 𝑚 𝑔 𝑚 𝑑𝑉 𝑑𝑡 Tá quase Não quero resolver equação diferencial Então 𝑑𝑉 𝑑𝑡 𝑉 𝑉0 Δ𝑡 𝑎 Pra um Δ𝑡 pequeno 01s 2 𝐷𝑝𝑛𝑒𝑢𝑚 𝑇𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑟𝑚𝑎𝑟𝑐ℎ𝑎𝑟𝑑𝑖𝑓𝑓 𝐶𝐷𝜌𝐴 𝑉2 2𝑚 sin 𝛼 𝑔 𝑎 Para cada tempo eu tenho uma aceleração que provoca uma nova velocidade Resultados esperados Gráfico de W e T x RPM Atenção à faixa de validade Resultados esperados Passagem das marchas para o CVT coloque nesse mesmo gráfico 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 0 20 40 60 80 100 120 RPM Velocidade e aceleração x t 0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 0 200 400 600 800 1000 1200 Tempo s Vms a ms² E o equacionamento do Ciclo A cada tempo você tem o QH A potência do ciclo em W Arbitre a condição inicial de temperatura e pressão Faça ሶ𝑚 𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑎𝑑𝑎𝑅𝑃𝑀 601003 𝑘𝑔𝑠 beeeem aproximado ሶ𝑊 ሶ𝑚 𝑐𝑝 𝑇3 𝑇2 Atenção nas unidades Faça o gráfico da temperatura T3 Essa temperatura é a do fluido de trabalho a cada momento do ciclo Ela é bastante alta A maior parte dessa temperatura é desprezada pelo escapamento Antes de acabar Não quero introdução Não quero lero lero Quero um excel com os cálculos Chega por hoje né Dá tempo Falta duas semanas Mochilão
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Projetos de Máquinas Térmicas II PROF ALYSSON NUNES DIÓGENES DOUTOR EM ENGENHARIA MECÂNICA Chegou o dia do projeto O objetivo do trabalho é analisar de forma dinâmica o funcionamento de um veículo nas condições propostas pela equipe de resistência ao rolamento e ângulo de aclive ou declive Mas veja os critérios de correção Descreva o veículo com fotos desenhos ou croquis e exponha sua ficha técnica Valor 5 Estimativa das curvas de potência e torque do motor Valor 30 Montagem adequada do modelo matemático e sua resolução ao longo do tempo incluindo sua faixa de validade e turbocompressão Valor 20 Cálculo do rendimento e rendimento de Carnot Valor 25 Análise das curvas do veículo Vt at e TxWxRPM Valor 10 Curvas para o caso em que um câmbio CVT é aplicado Valor 10 Percurso só no 2º bimestre Vou fazer para o meu Chrysler 300C V6 36 Modelo matemático 𝑇 𝑎 𝜂3 𝑏 𝜂2 𝑐 𝜂 𝑑 Onde η é a velocidade angular em rps Aplicar a rotação do torque máximo E ሶ𝑊 𝜔 𝑇 Lembrando que a unidade de ω é rads Assim ሶ𝑊 2𝜋 𝜂 𝑇 Modelo matemático Então ሶ𝑊 2𝜋𝑎 𝜂4 𝑏 𝜂3 𝑐 𝜂2 𝑑 𝜂 Aplicar a rotação da potência máxima As incógnitas são os coeficientes Mas temos 2 equações e 4 incógnitas Modelo matemático Mas as derivadas Nos pontos máximos 𝑑𝑇 𝑑𝜂 3𝑎 𝜂2 2𝑏 𝜂 𝑐 0 0 E 𝑑 ሶ𝑊 𝑑𝜂 2𝜋 4𝑎 𝜂3 3𝑏 𝜂2 2𝑐 𝜂 𝑑 0 Modelo matemático Colocando em forma matricial AxB 𝜂3 𝜂2 𝜂 1 3𝜂2 2𝜂 1 0 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑇𝑚𝑎𝑥 0 ሶ𝑊𝑚𝑎𝑥 0 Atenção às rotações Modelo matemático Achava que álgebra linear não servia pra nada XA1B Inverta a matriz A online e multiplique por B O resultado será os coeficientes E dos coeficientes as curvas O resultado Gráfico de W e T x RPM Atenção à faixa de validade Mas e agora carrosnaweb Nota do leitor 70 Avalie Motor Instalação Dianteiro Disposição Longitudinal Cilindros 6 em V Válvulas por cilindro 4 Razão de compressão 1021 Cilindrada 3604 cm³ Código do motor Pentastar Pesopotência 62 kgcv Rotação máxima 6400 rpm Aspiração Natural Alimentação Injeção multiponto Comando de válvulas Duplo no cabeçote corrente Variação do comando Admissão Diâmetro dos cilindros 96 mm Potência máxima 296 cv a 6350 rpm Torque máximo 36 kgfm a 4800 rpm Torque específico 100 kgfmlitro Potência específica 821 cvlitro Forças atuantes no carro Arrasto 𝐹𝐷 𝐶𝐷𝜌𝐴 𝑉2 2 Peso Fp sin 𝛼 𝑚 𝑔 Força do motor Fm 2 𝐷𝑝𝑛𝑒𝑢 𝑇𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑟𝑚𝑎𝑟𝑐ℎ𝑎𝑟𝑑𝑖𝑓𝑓 A velocidade 𝑛 𝑉𝑟𝑑𝑖𝑓𝑓𝑟𝑚𝑎𝑟𝑐ℎ𝑎 𝜋𝐷𝑝𝑛𝑒𝑢 Da 2ª Lei de Newton Σ𝐹 𝑚 𝑎 𝑚 𝑑𝑉 𝑑𝑡 Substituindo Σ𝐹 𝐹𝑚 𝐹𝐷 𝐹𝑝 𝑚 𝑑𝑉 𝑑𝑡 E 2 𝐷𝑝𝑛𝑒𝑢 𝑇𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑟𝑚𝑎𝑟𝑐ℎ𝑎𝑟𝑑𝑖𝑓𝑓 𝐶𝐷𝜌𝐴 𝑉2 2 sin 𝛼 𝑚 𝑔 𝑚 𝑑𝑉 𝑑𝑡 Tá quase Não quero resolver equação diferencial Então 𝑑𝑉 𝑑𝑡 𝑉 𝑉0 Δ𝑡 𝑎 Pra um Δ𝑡 pequeno 01s 2 𝐷𝑝𝑛𝑒𝑢𝑚 𝑇𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑟𝑚𝑎𝑟𝑐ℎ𝑎𝑟𝑑𝑖𝑓𝑓 𝐶𝐷𝜌𝐴 𝑉2 2𝑚 sin 𝛼 𝑔 𝑎 Para cada tempo eu tenho uma aceleração que provoca uma nova velocidade Resultados esperados Gráfico de W e T x RPM Atenção à faixa de validade Resultados esperados Passagem das marchas para o CVT coloque nesse mesmo gráfico 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 0 20 40 60 80 100 120 RPM Velocidade e aceleração x t 0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 0 200 400 600 800 1000 1200 Tempo s Vms a ms² E o equacionamento do Ciclo A cada tempo você tem o QH A potência do ciclo em W Arbitre a condição inicial de temperatura e pressão Faça ሶ𝑚 𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑎𝑑𝑎𝑅𝑃𝑀 601003 𝑘𝑔𝑠 beeeem aproximado ሶ𝑊 ሶ𝑚 𝑐𝑝 𝑇3 𝑇2 Atenção nas unidades Faça o gráfico da temperatura T3 Essa temperatura é a do fluido de trabalho a cada momento do ciclo Ela é bastante alta A maior parte dessa temperatura é desprezada pelo escapamento Antes de acabar Não quero introdução Não quero lero lero Quero um excel com os cálculos Chega por hoje né Dá tempo Falta duas semanas Mochilão