SistTermicos1-CAP0_Introdução_rev

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Sistemas Térmicos I
Local: 			Campus de Tucuruí
Carga Horária: 	68 h (51h teórica / 17h prática)
Período:		18/08 – 05/09/2014
Professor: 		Ronaldo Moura
			e-mail: rrmoura@ufpa.br
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Introdução / Sistema de avaliação da disciplina;
Motores Alternativos;
Motores Rotativos;
Ciclos;
Relacionamento Motor-Veículo; (tema p/ N3)
Combustíveis;
Teoria da Combustão;
Combustão nos Motores Alternativos;
Mistura e Injeção em Ciclo Otto;
Sistema de Ignição Aplicados aos Motores;
Sistemas de Injeção para Motores Diesel;
Consumo de Ar nos Motores 4 tempos;
Sistemas de Exaustão /Emissões; (tema p/ N3)
Lubrificação / Lubrificantes;
Sistemas de Arrefecimento;
Projeto de Motores (tema p/ N3)
Veículos Híbridos (tema p/ N3)
Eficiência Energética (tema p/ N3)
ROTEIRO
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Plano
Proposição de Lista de Exercício [30/09];
Aula prática [05/10];
Entrega da Lista (N1) e Defesa da Lista(N2) [06/10];
Prova Individual (N4);
Apresentação Trabalho (N3);
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	Esta disciplina Sistemas Térmicos I, tinha no passado (década de 80/90) na Universidade Federal do Pará – Campus de Belém um nome bem mais instigante: Motores de Combustão Interna.
	Uma disciplina com o nome Motor no título é normalmente tudo oque um estudante que escolheu engenharia mecânica como curso quer estudar. Nós engenheiros mecânicos, somos quase na totalidade apaixonamos por carros e veículos à motor em geral. E convenhamos, de todas as partes de um carro a mais interessante é,ou deveria ser, o motor. 
	Portanto, espero de vocês estudantes de engenharia mecânica entusiasmo estudando esta disciplina.
Comentários Iniciais
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Livro Texto:
Neste curso iremos adotar o Livro: “Motores de Combustão Interna – Franco Brunetti como livro texto.
OBS: Isto não significa que não possamos introduzir outras informações no curso que não constem no livro texto.
Comentários Iniciais
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Nota Final = 0,1*N1 + 0,1*N2 + 0,2*N3 +0,5*N4
Onde,
	N1= Nota da Lista de Exercícios – Grupo
	N2= Defesa da Lista (Sorteio por Grupo)
	N3= Nota do Trabalho (Texto + Apresentação)– Grupo
	N4= Nota da Prova Individual
Sistema de Avaliação
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1-Introdução
1.1- História:
	A Revolução Industrial teve início no século XVIII, na Inglaterra, com a mecanização dos sistemas de produção. Enquanto na  Idade Média o artesanato era a forma de produzir mais utilizada, na Idade Moderna tudo mudou. A burguesia industrial, ávida por maiores lucros, menores custos e produção acelerada, buscou alternativas para melhorar a produção de mercadorias. Também podemos apontar o crescimento populacional, que trouxe maior demanda de produtos e mercadorias.
	O século XVIII foi marcado pelo grande salto tecnológico nos transportes e máquinas. As máquinas a vapor, principalmente os gigantes teares, revolucionou o modo de produzir. Se por um lado a máquina substituiu o homem, gerando milhares de desempregados, por outro baixou o preço de mercadorias e acelerou o ritmo de produção. Na área de transportes, podemos destacar a invenção das locomotivas a vapor (maria fumaça) e os trens a vapor. Com estes meios de transportes, foi possível transportar mais mercadorias e pessoas, num tempo mais curto e com custos mais baixos. 
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1-Introdução
1.1- História:
	A Revolução tornou os métodos de produção mais eficientes. Os produtos passaram a ser produzidos mais rapidamente, barateando o preço e estimulando o consumo. Por outro lado, aumentou também o número de desempregados. As máquinas foram substituindo, aos poucos, a mão-de-obra humana. A poluição ambiental (devido ao uso cada vez maior de combustíveis fósseis), o aumento da poluição sonora, o êxodo rural e o crescimento desordenado das cidades também foram consequências nocivas para a sociedade. 
	Por outro lado, o aumento da complexidade da forma de viver e produzir das sociedades humanas pós-revolução industrial faz com que se tornem cada vez mais necessários profissionais bem qualificados para ocuparem empregos que exigem cada vez mais criatividade e múltiplas capacidades. É aí que entram os engenheiros, em especial os engenheiros mecânicos, que através do domínio da ciência e tecnologia, tem a função de operacionalizar estas máquinas que, sem as quais, o mundo moderno iria parar! 
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1-Introdução
1.1- História (Cont.)
	Já que estamos tratando de manter o mundo em movimento, iremos a partir de agora tratar de uma máquina fundamental a sociedade do mundo de hoje: o automóvel, ou ainda mais especificamente, do coração desta máquina: o motor de combustão interna.
	Um Motor de combustão interna é uma máquina térmica, que transforma a energia proveniente de uma reação química em energia mecânica. Este processo de conversão ocorre através de ciclos termodinâmicos que envolvem expansão, compressão e mudança de temperatura de gases. São considerados motores de combustão interna aqueles que utilizam os próprios gases de combustão como fluido de trabalho. Ou seja, são estes gases que realizam os processos de compressão, aumento de temperatura (queima), expansão e finalmente exaustão.
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1.2- Motor
	Motor é um equipamento de produção de trabalho (máquina térmica) que funciona segundo um ciclo termodinâmico que opera entre uma fonte quente e uma fonte fria (ver Figura 1).
1-Introdução
QH
QL
w
TH
TL
Figura 1.0 -Ciclo de uma máquina térmica reversível - Carnot
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	Motores produzem a energia necessária à propulsão do veículo. O motor empregado usualmente nos veículos automotivos é o motor de combustão interna. Motores de combustão interna, são aqueles que queimam o combustível em seu próprio interior. Estes motores convertem a energia química de seus combustíveis em energia mecânica.
1-Introdução
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1.3- Tipos de Motores:
Motor de combustão interna
Ex: motor de automóvel (ciclo Otto), motor Diesel, turbina à gás convencional.
Motor de combustão externa
Ex: Instalação à vapor.
1-Introdução
No motor de combustão externa o calor é transferido dos produtos da combustão para o fluido gasoso (usualmente o ar).
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1.4- Motores de Combustão Interna.
	Muitos aparelhos de produção de trabalho (motores) utilizam um fluído de trabalho que é sempre um gás. O motor de ignição por centelha do automóvel é um exemplo familiar e o mesmo é verdadeiro, para o motor a Diesel e para a turbina à gás convencional. Em todos estes motores á uma mudança na composição do fluído de trabalho porque, durante a combustão, ele varia de ar e combustível a produtos da combustão. Por esta razão estes motores são chamados de motores de combustão interna.
1-Introdução
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1.4- Motores de Combustão Interna (cont.)
	Devido ao fato de que o fluído não passa por um ciclo termodinâmico completo (apesar do motor operar segundo um ciclo mecânico), o motor de combustão interna opera segundo o chamado ciclo aberto. Entretanto, para analisar os motores de combustão interna, é vantajoso conceber ciclos fechados que muito se aproximam dos ciclos abertos. Uma destas aproximações é o ciclo de ar.
Nota: o Ciclo de ar será melhor estudado no capítulo 3.
1-Introdução
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1.5- Tipos de Motores de Combustão Interna 
1.5.1- Motores Alternativos
Motor Otto
Motor Diesel
1.5.2 - Motores Rotativos
Turbina a gás
Motor Wankel
Motor Quaseturbine
1-Introdução
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1.5.1- Motores Alternativos (cont.)
Motor Otto
Motor Diesel
1-Introdução
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	A produção em série é a inovação mais importante do setor e é aperfeiçoada continuamente.
	Faz pouco mais de 100 anos que Henry Ford revolucionou o modo de fazer automóveis. Sua intenção era produzir um automóvel barato e acessível ao cidadão comum. Para massificar o uso dos carros, começou a estudar os métodos de produção e concluiu que eles deveriam ser feitos todos iguais. Em nome da produtividade, em vez do operário ir a tarefa, a tarefa é que deveria vir até o operário. Aplicando conceitos vindos de outras indústrias, inclusive de um matadouro, desenvolveu um sistema de esteiras no qual o veículo era movimentado e cada
operário era responsável por uma fase da montagem. A linha foi inaugurada em 1913 e construía o Ford T em 84 etapas.
Industria Automobilística
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	Com o advento da fabricação em série, a produção diária foi multiplicada por cinco, o preço unitário caiu em mais de 30% e o automóvel deixou de ser artesanal. A linha de montagem, aperfeiçoada ao longo do século, várias inovações marcaram época e colaboraram para o aumento da eficiência da fabricação.
Industria Automobilística
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Anos 10 e 20
Henry Ford aplicou conceitos de padronização, métricas de produção e de controle logístico. Tinha que cuidar de uma linha em si, uma novidade, e do produto, o Ford T. Era engenheiro e homem de negócios.
Industria Automobilística
Ford T (1908).
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Anos 30
Os gráficos estatísticos eram as principais ferramentas para guiar a produção. A fábrica era confusa e havia peças ao lado de cada estação. Os estoques internos eram altos dentro da linha de montagem.
Industria Automobilística
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Anos 60 e 70
Robôs passam a substituir o homem em atividades pesadas, demoradas e que exigiam precisão, como a soldagem. A automação da linha multiplicou os volumes produzidos, mas o processo fabril não era amistoso com o trabalhador. Em 1974, 95% do Camaro tinha soldagem automática.
Industria Automobilística
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Anos 70
A GM voltou-se ao aprimoramento do sistema de gestão e técnicas de marketing. Lançou novos automóveis, ampliou o catálogo de cores e tomou da Ford o título de maior fabricante do mundo. A produção em série começa a entrar em declínio. A crise do petróleo exigiu mudança radical nos modelos.
Industria Automobilística
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Anos 80
O sistema criado por Ford evoluiu ao toyotismo, no qual conceitos de produção enxuta, diversificação de produtos e extremo cuidado com a qualidade tornaram-se mandatórios. Os fabricantes deixaram de concentrar as fases do processo produtivo, relegando a sistemistas, empresas especializadas, a maior parte das peças. Surgiram parques industriais agrupando fornecedores parceiros. Com isso, montadoras ganharam foco no produto e na logística.
Industria Automobilística
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Anos 90
O Japão consolidou-se como expoente industrial e propagou a filosofia Kaisen, que busca a melhoria contínua de processos. A Toyota voltou-se à redução do desperdício, aumentou o controle sobre os fluxos de componentes e matéria-prima. Reduziu os custos e começou a valorizar o fator humano dentro das fábricas.
Industria Automobilística
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Anos 90 e 2000
Ferramentas administrativas, centro de desenvol-vimento, treinamento de pessoal e controle de processos tornam-se fundamentais. Novos conceitos de gestão foram agregados, como a produção Just In Time, 5S e Six Sigma. Todos preconizavam racionalização, redução de custos e aumento de qualidade.
Industria Automobilística
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Anos 2000
As empresas enfrentam elevados custos de produção, forte concorrência, advento maciço de eletrônica e resistência da sociedade em questões ambientais. Isto exigiu a adoção de novas tecnologias, métodos de pintura ecológicos, estações particulares de tratamento de água e intensos programas de reciclagem.
Industria Automobilística
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Hoje
O mais recente desafio industrial é a implantação de fábricas sustentáveis, capazes de minimizar o impacto ambiental de suas atividades e, sobretudo, de assumir responsabilidades sociais na região em que estão instaladas. Além de vender carros, é preciso vender a imagem de que estão comprometidas com a sociedade.
Industria Automobilística
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Fábricas de automóveis dominam o ranking de marcas mais sustentáveis
	Ainda que para muitos o automóvel encarpe o papel de vilão na busca por um mundo mais limpo, a pesquisa Best Global Green Brands 2013 revela que a indústria automotiva está na dianteira. Entre as 50 empresas mais verdes há nove montadoras, sendo que cinco das sete primeiras são fabricantes de carro:
Industria Automobilística
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Fábricas de automóveis dominam o ranking de marcas mais sustentáveis
Toyota: garantiu o topo do ranking pelo terceiro ano consecutivo com o Prius, hibrido mais vendido no mundo.
Ford: as 13 posições ganhas pela Ford em relação a 2012 se devem às linhas híbrida e elétrica, além do eficiente motor EcoBoost, que equipa desde o Fiesta até a F-150.
Industria Automobilística
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Fábricas de automóveis dominam o ranking de marcas mais sustentáveis
Honda: alcançou o terceiro lugar graças ao lançamento da versão elétrica do Fit, além do projeto de instalação de geradores de energia solar nas concessionárias da marca.
Nissan: o início da produção do Leaf nos Estados Unidos foi o grande impulsionador para a quinta posição da Nissan. Os carros a diesel e híbridos também ajudaram a marca.
Industria Automobilística
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Fábricas de automóveis dominam o ranking de marcas mais sustentáveis
Volkswagen: ser a marca mais sustentável do mundo até 2018 é o objetivo da Volkswagen. Este fator levou o grupo à sétima colocação. Carros como o Eco Up! ajudaram a atingir o objetivo.
Industria Automobilística
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Escola Verde
Renault inaugura circuito dedicado à ecocondução, que ensina a obter ganhos de até 25% no consumo.
Pequenas mudanças no modo de condução dos motoristas podem ter grandes impactos na economia de combustível.
Industria Automobilística
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