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MÁQUINAS TÉRMICAS I MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA Prof. Maurício A palavra máquina origina-se do grego mechane que significa qualquer dispositivo engenhoso ou invenção. Uma máquina é definida como um aparelho composto por várias partes com funções definidas. Conceito Heron de Alexandria, que viveu por volta de 130 a.c., catalogou os primeiros instrumentos chamados de máquinas simples: A alavanca, a roda e eixo, a roldana, a cunha e a rosca. Conjunto de máquinas simples Dispositivo que transforma a energia interna de um combustível em energia mecânica. Também pode ser definida como o dispositivo capaz de converter calor em trabalho. Máquina térmica – Conceito comum O equipamento pode ser caracterizado como uma máquina térmica onde estamos interessados no calor dissipado, e não no trabalho realizado. Máquina térmica - Refrigeração Baseia-se no aumento da energia interna das substâncias envolvidas e no trabalho realizado. Tanto a energia interna quanto o trabalho dependem da quantidade de energia na forma de calor que foi transferida à substância. Funcionamento da Máquina térmica Princípio básico da Máquina térmica Um motor é um dispositivo que converte outras formas de energia em energia mecânica, de forma a impelir movimento a uma máquina ou veículo. Conceito de Motor Geralmente, o material combustível que fornece energia térmica é o carvão ou lenha. A máquina também precisa de água, que vai absorver essa energia e liberá-la realizando trabalho, dando movimento ao transporte. Motor de Combustão Externa A eficiência do motor a vapor é inferior a 10%. Motor de Combustão Externa Motores de combustão interna - Definição São Máquinas Térmicas Motoras nas quais a energia química dos combustíveis se transforma em trabalho mecânico de forma direta. O fluido de trabalho consiste nos produtos da combustão. Motores de combustão interna – Primeiro projeto Patenteado na Itália em 1854 pelos engenheiros Eugenio Barsanti e Felice Matteucci, o projeto utilizava uma mistura explosiva de ar e hidrogênio para movimentar um pistão. Motores de combustão interna - Classificação a) Quanto a propriedade do vapor na admissão: ar (Diesel); mistura ar-combustível (Otto). b) Quanto à ignição por centelha; por compressão. c) Quanto ao movimento do pistão Alternativo (Otto, Diesel); Rotativo (Wankel, Quasiturbine). Motores de combustão interna - Classificação d) Quanto ao ciclo de trabalho 2 tempos; 4 tempos. Motores de combustão interna - Classificação e) Quanto ao número de cilindros Monocilíndricos; Policilíndricos. Motores de combustão interna - Classificação f) Quanto à disposição dos cilindros em linha; ▶ opostos; ▶ em V. Motores de combustão interna - Classificação g) Quanto à utilização ESTACIONÁRIOS Destinados ao acionamento de máquinas estacionárias, tais como Geradores, máquinas de solda, bombas ou outras máquinas que operam em rotação constante. Motores de combustão interna - Classificação VEICULARES Destinados ao acionamento de veículos de transporte em geral, tais como carros de passeio, caminhões, ônibus e aéreos. Motores de combustão interna - Classificação MARÍTIMOS Destinados à propulsão de máquinas de uso naval. Conforme o tipo de serviço e o regime de trabalho da embarcação, existe uma gama de modelos com características apropriadas, conforme o uso. Motores de combustão interna - Classificação INDUSTRIAIS Destinados ao acionamento de máquinas de construção civil, mineração, acionamento de sistemas hidrostáticos e outras aplicações onde se exijam características especiais específicas do acionador Motores de combustão interna - Classificação Vantagens & Desvantagens comparado a outras concepções A eficiência do motor a combustão interna moderno é de aproximadamente 25%. Motor de Combustão Interna Maior utilização mundial Carros por 1000 habitantes 1- San Marino — 1.139 carros de passageiro por 1000 pessoas 2- Liechtenstein — 744 carros de passageiro por 1000 pessoas 3- Mônaco — 729 carros de passageiro por 1000 pessoas 4- Luxemburgo — 667 carros de passageiro por 1000 pessoas 5- Islândia — 646 carros de passageiro por 1000 pessoas Perguntas interessantes Como sabemos o quanto pode render uma máquina térmica? Se só uma parte do calor foi convertida em trabalho, para onde foi o resto? É possível construir uma máquina que realize trabalho continuamente sem consumo de energia?
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