APS - Terminada Edição 2Sem 2016

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APS – 6º SEMESTRE
 CARRO DE PROPULSÃO À VAPOR
Turma: EM6Q18, EM6P18
Ribeirão Preto, 2016
Trabalho realizado
 Como componente de nota 
Para a Disciplina de 
APS – Atividades Práticas 
Supervisionadas.
INTEGRANTES DO GRUPO:
C02DDJ0 - MARCOS AURELIO GUILHERMITI (Líder) – ENGENHARIA MECÂNICA
C172JA2 - EDERSON HENRIQUE BARBOSA – ENGENHARIA MECÂNICA
C24775-8 - ISADORA DE SOUSA GARCIA – ENGENHARIA MECÂNICA
C2150F5 - JUAN CARLOS RODRIGUES SOUSA – ENGENHARIA MECÂNICA
C1973B6 - KAROLINE LAURIEM CRUZ DA SILVA – ENGENHARIA MECÂNICA
C273317 - LUCAS SANTIAGO RODRIGUES – ENGENHARIA MECÂNICA
C131520 - MURILO NOGUEIRA ZANOTIN – ENGENHARIA MECÂNICA
Ribeirão Preto, 2016
Trabalho realizado
 Como componente de nota 
Para a Disciplina de 
APS – Atividades Práticas 
Supervisionadas.
PROFESSORES EXAMINADORES:
MARCELO BACHA (M.C.M)
SIMONI GHENO (COORDENADORA DE CURSO)
Ribeirão Preto, 2016
Dedicamos este trabalho a todos os nossos familiares e também aos 
Nossos professores por todo incentivo e ajuda para 
Que o projeto fosse realizado.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos os nossos familiares e amigos por todo o apoio ao longo do desenvolvimento do projeto, aos nossos antigos professores por todo o conhecimento transmitido e apoio durante o trabalho realizado; aos nossos atuais professores de graduação que foram peças fundamentais para o desenvolvimento do projeto, passando uma carga de informações grandiosamente necessárias para que este trabalho fosse concluído.
Sem delongas, devemos agradecer a oportunidade de ter pessoas imprescindíveis para realização do nosso trabalho de APS e ainda ter a oportunidade de adquirir cada dia mais conhecimento e capacidade para atuar na nossa área profissional. 
“Se o dinheiro for a sua esperança de independência, você jamais a terá. A única segurança verdadeira consiste numa reserva de sabedoria, de experiência e de competência.” 
(Henry Ford)
LISTA DE IMAGENS
1. Válvula usada para liberação de vapor (solta).
2. Válvula de Segurança (fixado).
3. Manômetro (fixado).
4. Caldeira utilizada no projeto (comprados no ferro velho).
5. Usinagem de Rodas.
6. Roda Usinada (fixadas).
7. Roda Usinada (solta).
8. Fabricação do chassi.
9. Fabricação e montagem do chassi.
10. Caldeira anexada ao chassi e com os furos, tampas e manômetro também colocados.
11. Spray utilizado para pintura das peças.
12. Válvula de Escape de Vapor (fixada na mangueira e carrinho).
13. Reservatório de combustível (queimando).
14. Reservatório de combustível (vista lateral apagado).
15. Vista traseira do Carrinho.
16. Vista superior do carrinho (completa visão do manômetro, válvula de segurança, saída de escape do vapor direcionada à mangueira e entrada para abastecimento do tanque da caldeira).
17. Vista lateral do carrinho (completa visão da saída de escape com a mangueira direcionando à válvula de escape próxima ao chão, visão da caldeira lateral com o manômetro localizado na parte superior, rodas fixadas no chassi com porcas e parafusos).
18. Componentes do grupo Lucas Santiago com o carrinho e Karoline Lauriem com Ficha de Apresentação – Carrinho Fênix Ressurgindo das Cinzas. Dia da Apresentação da APS.
LISTA DE TABELAS
1. Tabela de Gastos 
Sumário
CARRO DE PROPULSÃO À VAPOR	1
AGRADECIMENTOS	5
LISTA DE IMAGENS	7
LISTA DE TABELAS	8
1 - INTRODUÇÃO	10
2 – OBJETIVOS	11
2.1 - Objetivos específico	11
2.2 - Objetivos Gerais	11
3 - METODOLOGIA	12
3.1 - Metodologia Geral	12
3.2 - Metodologia detalhada	12
4 - DESENVOLVIMENTO TEÓRICO	14
4.1 - Introdução à teoria	14
4.2 - Teoria	14
4.3 - Caldeiras	15
4.4 - História	15
4.4.1 - Os antecedentes da máquina a vapor	15
4.4.2 - Funcionamentos da máquina a vapor	20
4.4.3 - Aplicações da Máquina a Vapor	20
4.4.4 - Locomotivas a vapor	21
4.4.5 - Classificação dos Motores a Vapor	21
4.4.6 - Eficiência	23
4.4.7 - Componentes	23
4.5 - Desvantagens e Problemas das Máquinas à Vapor	25
5 - ETAPAS DE CONSTRUÇÃO	27
5.1 - Fotos	27
5.2 - Desenho	34
5.3 - Materiais utilizados	34
5.4 - Cálculos	34
5.4.1 - Poder Calorifico do Álcool	34
5.4.2 - Termodinâmicos	34
5.4.3 - Peso total e Proporção de Água	35
6 - PLANILHA DE GASTOS DO PROJETO	36
7 - CONCLUSÃO	37
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	39
1 - INTRODUÇÃO
A disciplina de "APS" tem o intuito de colocar o aluno mais próximo da realidade da área cursada. Com toda certeza a Engenharia é o meio de criar soluções para os problemas do dia-a-dia e desenvolver coisas que facilitem a vida de todos.
Neste semestre o trabalho a ser realizado é projetar e construir um Carro de Propulsão à Vapor. Com este projeto iremos colocar em prática o conteúdo referente à matéria de Termodinâmica Aplicada, Resistência dos Materiais, Processos de Fabricação e ainda aprimorar a parte de pesquisa tendo que suprir a necessidade de conhecimentos faltantes.
 Para nós este trabalho, apesar de apresentar ser fácil, é de grande dificuldade; pois projetar é trabalhar a mente para desenvolver algo "próprio", mesmo que seja algo semelhante a uma coisa existente.
No decorrer do trabalho será apresentado todas as ideias e etapas que foram utilizadas para se alcançar o resultado e cumprir com as normas de construção.
Uma máquina a vapor não cria energia, ela utiliza o vapor para transformar a energia calorífica liberada pela queima de combustível em movimento de rotação e/ou movimento alternado de vaivém, a fim de realizar trabalho. Assim, este será o princípio do carro que será movido à vapor.
O carro a ser construído não possui dimensões especificas podendo ser construído com material de escolha dos projetistas e ter 4 ou 3 rodas. Tendo que percorrer um percurso mínimo de 20 metros propulsionado à vapor com combustível sendo álcool em gel e sua pressão máxima de 3 bar. Como obrigatoriedade, também, o carro terá um manômetro de pressão e uma válvula de segurança, para que o reservatório não ultrapasse a pressão máxima permitida.
2 – OBJETIVOS
2.1 - Objetivos específico
O trabalho proposto pela Universidade Paulista como forma de avaliação para a matéria de Atividades Práticas Supervisionadas do 6° semestre de Engenharia Mecânica, tem como objetivo motivar os alunos para colocarem em prática os conhecimentos adquiridos até aqui e também para que possam desenvolver suas habilidades, entre elas aplicar conceitos obtidos durante o curso estudando a matéria de Termodinâmica Aplicada, Resistência dos Materiais entre outras.
Exemplo:
· A aplicação dos tópicos aprendidos nas matérias do semestre e também dos anteriores.
· Em Termodinâmica Aplicada aprendemos à respeito das máquinas térmicas conceito que rege o funcionamento deste projeto.
· Em Resistência dos Materiais aprendemos a lidar com forças aplicadas nas estruturas um dos itens importantes desse trabalho, já que lidamos com forças e reações sobre a estrutura do projeto.
· Através da disciplina processos de fabricação teremos a noção de desenvolvimento mecânico e montagem do projeto.
· O uso de meios de pesquisas para agregar aos nossos conhecimentos para podermos alcançar o objetivo esperado.
· Comunicar e justificar o trabalho de forma oral e escrita.
· O trabalho em grupo em uma execução de um projeto.
2.2 - Objetivos Gerais
Projetar e construir um Carro de Propulsão à Vapor, fazendo-o percorrer um percurso pré-determinado em um tempo demonstrando sua funcionalidade, praticidade e eficiência. Entendendo o funcionamento das máquinas térmicas, comprovando na pratica que energia térmica pode ser transformada em energia mecânica e proporcionar movimento de um determinado corpo a uma determinada referência.
3 - METODOLOGIA
3.1 - Metodologia Geral
De maneira geral a metodologia usada no Carro envolveu procedimentos mecânicos, de usinagem, reciclagem de materiais para parte estrutural; desenvolvimento da parte termodinâmica e procedimentos de acabamento.
3.2 - Metodologia detalhada
1. Reunimo-nos e decidimos como iríamos fazer o Carro a Propulsão à Vapor. 
2. Esboçamos o desenho de como seria o projeto baseado em um existente.
3.Decidimos a parte estrutural do carrinho.
4. Reunimos materiais que seriam utilizados e aqueles que também seriam reaproveitados.
5. Compramos materiais que faltava como por exemplo a Válvula de Segurança.
6. Pegamos várias peças que eram uteis e que os integrantes do grupo tinha, e também conseguimos a base do carrinho e parte de turbina (no primeiro momento o carro possuiria turbina).
7. Fizemos usinagem de alguns itens, como as rodas utilizadas.
8. Reunimos todas as peças para realizar a montagem.
9. Fizemos a preparação das peças para montagem, onde nessa preparação já foram feitos os furos necessários.
10. Realizamos a montagem inicial, onde essa possibilitou que pudéssemos verificar quais ajustes seriam necessários na estrutura do carro.
11. Quando verificados os ajustes, os mesmos foram realizados permitindo que pudéssemos continuar com as próximas etapas que seria a parte de pintura das peças.
12. Realizamos a pintura das peças necessárias com aço inox em spray.
13. Realizamos a montagem do Carro, incluindo turbinas, manômetro, rodas, tanque.
14. Finalizamos a montagem.
15. Realizamos a primeira avaliação do projeto com o professor avaliador e foram identificadas inúmeras mudanças que deveriam ser feitas para aprovação do carrinho.
16. Realizamos as modificações iniciando pela retirada da turbinas, retiramos rodas e eixos, deslocamos o tanque de maneira mais centralizada, trocamos as rodas por outras com menos atrito, aumentamos o tamanho da mangueira de saída para uma que percorre até a parte inferior do carro próxima ao chão, confeccionamos a válvula e acrescentamos uma entrada no tanque para abastecimento.
17. Realizamos a segunda avaliação do projeto no dia 08 de novembro de 16 com o professor avaliador, na própria universidade, onde recebemos a autorização para participar da apresentação das APS no dia 19 de novembro de 16.
18. Ficamos cientes que o nosso projeto se encontra com os itens obrigatórios, sendo eles manômetro, válvula de segurança para liberação de vapor e o sistema suportando 3 bar.
19. Fizemos os cálculos de poder calorifico do álcool.
20. Fizemos os cálculos termodinâmicos do projeto.
21. Fizemos os cálculos do peso total do carrinho e de uma proporção de água para que ele percorra os 20 metros com um rendimento melhor (base de testes).
22. No dia da apresentação levamos o Carro até a quadra da universidade, onde participamos da disputa.
23. A apresentação foi concluída com sucesso, porém o nosso carrinho não fez o percurso como gostaríamos e como foi nos testes. Mesmo assim a apresentação foi concluída com o tempo de 27 segundos e com o percurso de 20 metros completos. 
4 - DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
4.1 - Introdução à teoria
Um Carro de Propulsão à Vapor consiste em uma estrutura montada de forma a ter sobre o chassi e rodas uma caldeira com princípios das máquinas térmicas, sendo este princípio que rege o funcionamento do projeto. Foi pensando em transformar calor em trabalho que este princípio foi desenvolvido, tendo suas vantagens em economia de tempo, dinheiro e quantidade de mão de obra à máquina à vapor é utilizada em várias ocasiões, assim como no projeto apresentado.
4.2 - Teoria
De acordo com nossas pesquisas e conhecimentos gerais, sabemos que o Carro de Propulsão à Vapor consiste em um chassi com 4 rodas e uma caldeira onde ocorrerá a transformação da água liquida em vapor, através da queima de um combustível que se encontra em um tanque embaixo da caldeira. Esse princípio envolve as máquinas à vapor que são base da teoria.
O uso das máquinas à vapor é muito comum desde muito tempo, desenvolvida no século XVIII contribuiu para a expansão da indústria moderna. Até então, os trabalhos eram executados exclusivamente pela potência dos músculos dos operários e da energia animal, do vento ou da água. Com a criação da máquina a vapor, ela realizava o trabalho de centenas de cavalos. Fornecia a energia necessária para acionar todas as máquinas de uma fábrica. Uma locomotiva a vapor podia deslocar cargas pesadas à grande distância em um único dia. Os navios a vapor ofereciam transporte rápido, econômico e seguro.
A máquina térmica nada mais é que um conjunto de transformações termodinâmicas, que acontecem numa ordem específica, com o objetivo de transformar energia térmica em trabalho. Uma máquina a vapor possui uma fornalha, na qual se queima carvão, óleo, madeira ou algum outro combustível para produzir energia calorífica. O calor proveniente da queima de combustível leva a água a transformar-se do estado liquido para vapor, e ocupa um espaço muitas vezes maior que o ocupado pela água. A água fica dentro de uma caldeira que também faz parte da máquina a vapor. Em uma usina atômica um reator funciona como uma fornalha e a desintegração dos átomos que geram o calor.
Tanto as máquinas térmicas a vapor que operam com o vapor d'água produzido em uma caldeira, quanto às máquinas térmicas de combustão interna que operam devido aos gases gerados pela queima de combustíveis; têm seu funcionamento baseado 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.
4.3 - Caldeiras
As caldeiras ou geradores de vapor são equipamentos destinados a transformar água em vapor.
A energia necessária à operação, isto é, o fornecimento de calor sensível à água até alcançar a temperatura de ebulição, mais o calor latente a fim de vaporizar a água e mais o calor de superaquecimento para transformá-la em vapor superaquecido, é dada pela queima de um combustível.
4.4 - História 
4.4.1 - Os antecedentes da máquina a vapor
A primeira ideia de máquina a vapor, a “Aeolipile”, idealizada por Heron (matemático e físico) no século I - 120 a.C. Consistia numa pequena esfera de cobre, pequena e oca. Dois canos em forma de L eram fixados nessa esfera e que continha água no seu interior. Colocada em cima do tripé e sobre o fogo, a água fervia e o vapor que saia pelos canos fazia com que a esfera rodasse. Este motor, não realizava nenhum trabalho útil.
 
A primeira verdadeira máquina térmica é deixada pelo físico francês Denis Papin que utilizou vapor para impulsionar um mecanismo com êmbolo e cilindro. Foi Papin que inventou um aparelho semelhante à panela de pressão e, para evitar que explodisse, concebeu a primeira válvula de segurança conhecida.
Em 1698, surgiu à primeira máquina a vapor de interesse industrial, idealizada por Thomas Savery, um engenheiro militar e mecânico inglês. Essa máquina era uma bomba que tinha por objetivo retirar água dos poços de minas de carvão, porém poderia explodir devido à utilização de vapor a alta pressão. A bomba de Savery possuía válvulas operadas manualmente, abertas para permitir a entrada de vapor num recipiente fechado. Despejava-se água fria no recipiente para resfriá-lo e condensar o vapor. Uma vez condensado o vapor, abria-se uma válvula de modo que vácuo no recipiente aspirasse à água através de um cano.
Em 1712, o inglês Thomas Newcomen, um ferreiro inglês, aperfeiçoando as máquinas de Savery e Papin, idealizou uma nova máquina térmica. Esta máquina tinha como objetivo o esvaziamento da água de infiltração das minas, mas esta poderia ser utilizada em minas mais profundas com menor risco de explosões e que, além de elevar a água, poderia elevar cargas. Esta máquina era uma máquina a vapor de êmbolo. Esta máquina de Thomas foi um sucesso na Europa durante o século XVIII.
A máquina a vapor não foi só inventada por James Watt, foi também Thomas Newcomen (a quem raramente é atribuído este crédito), mas James Watt é considerado o criador da máquina a vapor, pois foi James Watt quem produziu os avanços que seriam decisivos a esta nova tecnologia.
James Watt, em 1765, estudando uma maneira de aumentar a eficiência, elaborou outra máquina com um condensador que minimizava as perdas de calor e também uma caldeira para gerar vapor. Também inventou o paralelogramo de Watt, em 1781, um dispositivo para transformaro movimento de vai e vem em rotação. Uma grande haste ligada e uma biela e um eixo manivela. Que hoje é usada na mecânica de um carro. Este nova máquina usava menos 75% do carvão que das maquinas de Newcomen.
Paralelogramo de Watt
Esta máquina substituiu assim as máquinas de Newcomen, quando foi concluída em 1769
4.4.2 - Funcionamentos da máquina a vapor
Quando a válvula A está aberta e a válvula B está fechada, o vapor entra sob pressão no cilindro e empurra o êmbolo para cima, deslocando a e roda R e a biela B. Quando o êmbolo atinge o topo do cilindro, válvula A fecha-se para cortar o fornecimento de vapor e a válvula B abre-se, permitindo que o vapor saia do cilindro e entre no condensador. O condensador é mantido arrefecido por meio de água corrente. Quando o vapor deixa o cilindro, a pressão diminui no seu interior e a pressão atmosférica (com a ajuda da inércia do volante) empurra o êmbolo para baixo. Quando o êmbolo atinge o fundo do cilindro, a válvula B fecha-se e a válvula A abre-se, admitindo vapor no cilindro, recomeçando o ciclo de operações.
4.4.3 - Aplicações da Máquina a Vapor
A máquina a vapor foi aplicada noutros progressos técnicos da época da revolução industrial. Foi aplicada na indústria metalúrgica, como nas bombas de água das minas; na indústria têxtil, nas maquinas de mover teares, nas maquinas de fiação, e nos transportes, na locomotiva (Trevithick, 1804), em barcos (Fulton) e nos automóveis (meados do século XIX).
4.4.4 - Locomotivas a vapor
A criação do motor a vapor fomentou o desenvolvimento de locomotivas a vapor e ferrovias, que também foram muito importantes para a Revolução Industrial. A ideia de um trem a vapor veio desde 1698 com Thomas Savery, porém só se tornou realidade após a criação da máquina de Watt. Entretanto James Watt não tinha o capital necessário para colocar em prática a sua máquina. Foi então que veio Richard Trevithick, que combinou a máquina de Watt, e os transportes a carvão existentes (rudimentares) e criou a primeira locomotiva a vapor no ano de 1804 para a Penydarrem Iron Works em Wales.
Dentro do motor das locomotivas acontece a combustão do carbono e hidrogênio provenientes do carvão e do oxigênio do ar, produzindo calor. Porém um efeito negativo desta reação é ser uma grande causadora da poluição. A energia química da reação é transformada em energia térmica que é então convertida em energia mecânica que corresponde à força motriz de funcionamento das locomotivas a vapor.
4.4.5 - Classificação dos Motores a Vapor
Há várias classificações para os motores a vapor, seguem abaixo algumas delas:
Eixo do motor: Os motores a vapor podem ser classificados por horizontais ou verticais, sendo esta classificação baseada na direção do eixo do cilindro.
- Horizontais: Motores com eixos do cilindro na horizontal.
- Verticais: Motores com os eixos do cilindro na vertical.
Velocidade do motor: Existem três classificações para os motores a vapor dependendo de suas velocidades, sendo:
- Motores de Alta velocidade: Motores com velocidade maior ou igual a 250rpm.
- Motores de Velocidade Mediana: Motores com velocidade entre 100 a 250rpm.
- Motores Lentos: Motores com velocidade menor que 100rpm.
Trabalho baseado na expansão ou não expansão: 
- Motores expansivos: O vapor é introduzido em todo o curso do pistão, a movimentação do mesmo é causa pela alta pressão do vapor que resulta na movimentação do vapor de uma ponta a outra do pistão até sair.
- Motores não expansivos: O vapor é introduzido em apenas uma parte do curso do pistão, em seu interior ocorre à expansão.
Motores expansivos possuem um rendimento maior que os não expansivos, porém o trabalho gerado por cada impulso pelo segundo é maior. Logo, se a eficiência é o mais importante deve-se usar um motor expansivo e se for necessário uma grande quantidade de energia o motor não expansivo é o recomendado.
Escape do motor:
- Para atmosfera: O vapor é liberado na atmosfera, cuja pressão é maior ou igual à pressão atmosférica, logo não é possível que este vapor seja reutilizado para outro ciclo do motor a vapor.  
- Condensador: Estes motores liberam vapor a uma quantidade de 0.05 bar dentro dos condensadores, que é então condensado e mandado novamente para a caldeira pela bomba de alimentação (o vapor é reutilizado).
Número Cilindros:
- Motor a vapor simples: A conversão da energia térmica em energia mecânica acontece em apenas um estágio, tendo um cilindro e um pistão.
- Motor a vapor composto: A conversão da energia térmica em energia mecânica acontece em dois estágios, sendo um com alta pressão e outro com baixa pressão. 
- Motor a vapor de expansão tripla: A conversão da energia térmica em energia mecânica acontece em três cilindros/pistões sucessivamente. 
- Motor a vapor de expansão quádrupla: A conversão da energia térmica em energia mecânica acontece em quatro cilindros/pistões. 
- Número de estágios de expansão: Estágio individual, dois estágios, três estágios, quatro estágios.
- Campo de aplicação: Motores estacionários, motores marinhos, motores de locomotivas.
Tipo de Administração (em inglês Governing):
- Throttle Governing: É o método onde a velocidade do motor é controlado pelos meios da válvula dentro do tubo de vapor que regula a pressão do vapor entrando no motor.
- Automatic Cut-Off Governing: É o método no qual o administrador controla a porcentagem certa de vapor que deve entrar no cilindro, a pressão do vapor que entra no motor é mantida constante.  
4.4.6 - Eficiência
A eficiência de um motor a vapor pode ser representada pelo rendimento de máquinas térmicas, o qual depende basicamente de três grandezas:
O calor de uma fonte quente (Q1)
O calor de uma fonte fria (Q2)
Trabalho gerado(W)
Pela primeira lei da termodinâmica conservações de energia têm a transformação de calor fornecido (Q1) em trabalho(W), energia que será utilizada, e outra energia representada por ΔU (variação de energia interna) que representa a energia perdida no processo, tendo assim a formula a seguir:
Porém, dado que em um ciclo completo o ΔU deve ser zero, é, portanto, possível descobrir o trabalho(W) substituindo este valor na formula acima, resultando em:
Desta forma, tem-se que o rendimento da máquina térmica é dado pela razão entre o trabalho gerado(W) com o calor retirado da fonte quente (Q1). Com base nas equações acima descritas, chega-se às seguintes equações para representar o rendimento:         
4.4.7 - Componentes
Construtivamente as partes principais são:
Carcaça: Feita de aço fundido e usinado internamente, montada na horizontal. A espessura da carcaça pode ultrapassar 150mm na região de alta pressão. A função da carcaça é conter todo o conjunto rotativo, composto pelo eixo e pelas palhetas, e adicionar os bocais (nozzles) fixos.
Embora a função seja simples, o projeto mecânico da carcaça é bastante complexo e crítico para o bom funcionamento da turbina a vapor. A principal razão disto é a alta temperatura que a turbina funciona, e as pequenas folgas entre as partes fixas e as partes rotativas.
Quando o vapor entra na turbina, a alta temperatura ocorre uma grande dilatação do material, que pode facilmente exceder 15 mm dependendo do tamanho da turbina. Quando ocorre esta dilatação, há o risco de as folgas entre as partes fixas e móveis serem reduzidas a ponto de haver atrito, e consequentemente, desgaste ou mesmo ruptura das palhetas.
Também, devido à grande espessura da parede, há grandes gradientes térmicos. A parte interna, em contato com o vapor, se dilata mais, devido à alta temperatura. A parte externa da parede, em contato com o ambiente, se dilata menos. Essa diferença entre a dilatação do material na parte interna e externa da parede dá origem a fortes tensões que podem causar distorção ou fadiga térmica.
Na carcaça são montados um conjunto de 02 a 04 mancais, dependendo do tamanho da turbina. Os mancais podem ser ainda:
De guia: são os que suportam o peso do eixo e o carregamento radial. Permitem que ele tenha movimento giratório livre de atrito.
De escora: suportam a cargaaxial decorrente do "choque" do vapor com as palhetas. É montado no sentido horizontal.
Os mancais de turbinas a vapor não usam rolamentos. Eles são do tipo hidrodinâmico, em que o eixo flutua sobre um filme de óleo em alta pressão que é causada pelo próprio movimento do eixo, relativo à parede do mancal.
O mancal também tem um sistema de selagem de óleo e de vapor. Este sistema de selagem impede que vapores de óleo, ou de água, passem da turbina para o ambiente. Normalmente o sistema é constituído de uma série de labirintos que provocam uma perda de carga no fluxo de vapor, reduzindo o vazamento.
Rotor: é a parte girante da turbina e responsável pela transmissão do torque ao acoplamento. No rotor são fixadas as palhetas, responsáveis pela extração de potência mecânica do vapor. O rotor é suportado pelos mancais, normalmente pelas extremidades. É fabricado com aços ligados e forjados. Os materiais que são empregados atualmente são ligas com altos percentuais de níquel, cromo ou molibdênio. Nas máquinas mais modernas, são feitos a partir de um lingote fundido à vácuo, e depois forjado.
O eixo deve ser cuidadosamente balanceado e livre de imperfeições superficiais, que podem funcionar com concentradoras de tensões, o que reduz a resistência à fadiga do eixo.
Em uma das extremidades do eixo é feito o acoplamento, seja a um gerador elétrico, ou a uma máquina de fluxo, como um ventilador, um compressor ou uma bomba. Mas, devido à necessidade de se obter uma rotação diferente no acoplamento, muitas vezes o eixo é ligado a uma caixa redutora de velocidade, onde a rotação da turbina é aumentada ou reduzida, para ser transmitida ao acoplamento.
 Palhetas: são perfis aerodinâmicos, projetados para que se obtenha em uma das faces uma pressão positiva, e na outra face uma pressão negativa. Da diferença de pressão entre as duas faces é obtida uma força resultante, que é transmitida ao eixo gerando o torque do eixo.
Labirintos: são peças aplicadas em turbinas a vapor com a finalidade de vedar a carcaça sem atritar. São fabricados na grande maioria em alumínio e são bipartidos radialmente para facilitar a manutenção da máquina. Internamente, eles são aplicados para garantir o rendimento da turbina. Nos casos em que há mais de um motor, o vapor não pode se dissipar dentro da carcaça para não perder energia e baixar o rendimento da máquina. Os labirintos também são utilizados na vedação da carcaça em relação ao ambiente externo, evitando também a dissipação do vapor para a atmosfera.
Nas turbinas de grande porte, há a injeção de vapor nos labirintos, por meio de uma tomada vinda da própria máquina, para equalizar as pressões e garantir a vedação da carcaça.
4.5 - Desvantagens e Problemas das Máquinas à Vapor
As Máquinas à Vapor, desde a criação, possuem inúmeras vantagens sendo as principais menos mão de obra, mais econômico, mais rápido o processo de fabricação e maiores quantidades na produção; isso quando comparada à manufatura que antecedeu à maquinofatura. Entretanto, quando se trata de desvantagens podemos citar, que quando ocorreu a “Revolução Industrial”, com a entrada das máquinas térmicas no meio de produção, gerou grandes impactos para a economia com a redução de gastos com mão de obra, porém teve o aumento dos gastos com manutenção das máquinas. Podemos ainda citar que a poluição gerada pelas máquinas térmicas também é um ponto de desvantagens já que a produção de calor parte da queima de combustíveis que liberam gases. Se colocado em comparação vantagens e desvantagens a Máquina a Vapor (térmicas) possuem maiores vantagens e por isso foram tão bem aceitas no meio industrial e no dia a dia de todos.
5 - ETAPAS DE CONSTRUÇÃO
5.1 - Fotos
 Válvula usada para liberação de vapor (solta)
 Válvula de Segurança (fixado)
 Manômetro (fixado)
 Caldeira utilizada no projeto (comprados no ferro velho).
 Usinagem de Rodas
Roda Usinada (fixadas)
 Roda Usinada (solta)
 Fabricação do chassi.
 Fabricação e montagem do chassi.
 Caldeira anexada ao chassi e com os furos, tampas e manômetro também colocados.
 Spray utilizado para pintura das peças.
 Válvula de Escape de Vapor (fixada na mangueira e caarrinho)
 Reservatório de combustível (queimando)
 Reservatório de combustível (vista lateral apagado)
 Vista traseira do Carrinho
 Vista superior do carrinho (completa visão do manômetro, válvula de segurança, saída de escape do vapor direcionada à mangueira e entrada para abastecimento do tanque da caldeira).
 Vista lateral do carrinho (completa visão da saída de escape com a mangueira direcionando à válvula de escape próxima ao chão, visão da caldeira lateral com o manômetro localizado na parte superior, rodas fixadas no chassi com porcas e parafusos).
 Componentes do grupo Lucas Santiago com o carrinho e Karoline Lauriem com Ficha de Apresentação – Carrinho Fênix Ressurgindo das Cinzas. Dia da Apresentação da APS.
5.2 - Desenho 
Projeto em Auto Cad
5.3 - Materiais utilizados
· Metalon de 15 x 15 mm e espessura de 1mm (alumínio para chassi)
· Caldeira de Aço Inox
· Parafusos
· Porcas
· Rodas dianteiras e traseiras usinadas
· Mangueira
· Abraçadeiras 
· Válvula de Escape de Vapor
· Válvula de Segurança
· Manômetro 
5.4 - Cálculos 
5.4.1 - Poder Calorifico do Álcool
5.4.2 - Termodinâmicos 
5.4.3 - Peso total e Proporção de Água
6 - PLANILHA DE GASTOS DO PROJETO
Mesmo com muitos materiais sendo reaproveitados no projeto tivemos alguns gastos que seguem em planilha/tabela.
	Materiais
	Preço R$
	Caldeira em inox (Comprado em Ferro Velho).
	30,00
	Parafusos, mangueiras, abraçadeiras, nips
	12,00
	Serviços de torno (Rodas dianteiras e traseiras)
	35,00
	Manômetro
	25,00
7 - CONCLUSÃO
O projeto desenvolvido por nós integrantes do grupo de alunos do curso de Engenharia Mecânica Noturno – 6°Semestre, na disciplina de "APS - Atividade Prática Supervisionada" foi um trabalho bem elaborado dentro de tudo que foi aprendido no semestre atual e nos semestres dos dois anos e meio anteriores.
O Carro de Propulsão à Vapor foi para nós a maneira mais interessante de colocarmos na prática o conteúdo absolvido durante o decorrer de três anos de curso, e com isso não podemos deixar de parabenizar o professor orientador do projeto e também nossa Coordenadora.
No decorrer da construção Do Carro, a disciplina do semestre mais utilizada foi Termodinâmica Aplicada (conteúdo de Máquinas Térmicas), Estática nas Estruturas (nenhum conteúdo muito específico, porém base para estrutura), desenho técnico (que tivemos em semestres anteriores e foi usado nos esboços do projeto), e além disso, a parte de pesquisa. Dentro do contexto trabalhado, percebemos que tivemos uma grande experiência que irá contribuir muito em nossa formação acadêmica tanto no âmbito do pensamento lógico e de pesquisas, quanto na vivência prática que a profissão exigirá de nós cada vez mais.
O nosso trabalho não foi desenvolvido da maneira como pensamos, porque a princípio ele teria turbinas e assim seu rendimento seria maior e sua potência ao andar também. Com a retirada da turbina tivemos que mudar a maneira do escape do vapor e com isso se acrescentou perdas devido ao tamanho da mangueira que o mesmo tinha que percorrer para chegar a válvula de escape. Mesmo assim, conseguimos alcançar resultados satisfatórios falando da parte do percurso percorrido e das normas de construção do Carro. O nosso projeto funcionou com êxito nos testes, porém na apresentação o projeto funcionou só que não de maneira retilínea sendo que os 20 metros percorridos foram com angulação, mesmo assim foi considerado. O tempo de percurso foi alto (27s), porém já era previsto devido a mudança realizada para a saída do vapor. Todo projeto possui erros e sendo assim percebemos o quanto a nossa profissão terá que ser exercida com responsabilidade.
Optamos por utilizar o Alumínio para a construção da base do projeto por ser para nós a melhor opção e podemos dizer que todas as escolhas feitas durante o projeto em relação a materiais foram ótimas e ficaram dentro das expectativas detodos nós.
De modo geral, concluímos que nosso trabalho foi árduo, mas de uma gratificação gigantesca e aprendizado maior ainda. Ficamos sem palavras suficientes para dizer o quanto o nosso projeto foi satisfatório, com toda certeza poderia ser melhor, mesmo assim dizemos que todos os resultados foram alcançados e que valeu a pena toda a dedicação.
O fato de ter ocorrido alguns erros durante a realização do projeto, não nos retirou a sensação de vitória esta que foi proporcionada no momento do término da construção do Carrinho e no primeiro funcionamento correto do mesmo, pois superamos todos os nossos desafios, medos e problemas concluindo o projeto da nossa disciplina obrigatória com muito êxito.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://www.ehow.com.br/converter-fluxo-vapor-megawatts-como_36927/
http://pt.wikihow.com/Calcular-Press%C3%A3o-de-Vapor
http://www.madeira.ufpr.br/disciplinasalan/AT101-Aula05.pdf
http://www.tlv.com/global/BR/steam-theory/what-is-steam.html
http://www.infoescola.com/termodinamica/motor-a-vapor/
http://www.efeitojoule.com/2010/06/potencia-e-cavalo-vapor-potencia.html
http://www.sinaldetransito.com.br/curiosidades_foto.php?IDcuriosidade=38
http://mundoestranho.abril.com.br/materia/como-foi-inventado-o-automovel
http://www.museudantu.org.br/moderna6.htm