APS 6º Semestre Carro a Vapor UNIP

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UNIP – Universidade Paulista
	Engenharia Mecânica/Mecatrônica	
APS – Atividade Prática Supervisionada
6º semestre - 2017.
 
C40530-2 GUSTAVO ARAÚJO DA CUNHA DE JESUS
C544CJ-0 GUSTAVO RODRIGUES BARBOSA
C67JII-1 LUIZ HENRIQUE FERRACINI FILHO
C432HB-8 VICTOR GUSTAVO NASCIMENTO
C67659-4 RAUL PONCE DE LEON ROCHA
 
Experimento – Carro a Vapor
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SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
Na Atividade Pratica Supervisionada (APS) desse semestre, fomos incumbidos de fazer uma miniatura de carro a vapor. Este documento tem a finalidade de dar um melhor entendimento dos conceitos envolvidos, assim como dar o contexto histórico que tal experimento representa, e descrever o desenvolvimento de nossa concepção em especifico.
O projeto da nossa APS consiste em demonstrar alguns conceitos da termodinâmica, aprendidos em sala de aula (Termodinâmica Aplicada). Nele vamos verificar que o calor pode ser utilizado para a realização de trabalhos mecânicos, utilizando a água numa temperatura elevada, que entrará em ebulição e se transforma em vapor. Também foram usados conhecimentos obtidos em Processos de Fabricação para a confecção de peças utilizadas no protótipo, incluindo o manuseio de maquinas como Torno, Fresa e material de soldagem.
Nossa experiência se baseia em fazer um carro movido a vapor. Acontecendo a ebulição num recipiente fechado, faz com que o vapor formado aumente de pressão e não dilate livremente. Assim, o carrinho pode adquirir uma força expansiva e no momento de liberação dessa pressão, vai acionar um sistema mecânico que faz o carrinho entrar em movimento. 
Esperamos assim, compartilhar a experiência que tivemos com o assunto em geral, e os resultados práticos que vieram como consequência.
PESQUISA
Os engenheiros da Antiguidade conheciam o motor a vapor, apesar de o conceito de propulsão a vapor ser associado em geral aos enormes motores da Revolução Industrial. No entanto, quase dois mil anos antes, um inventor de Alexandria projetou um que funcionava. Foi um dos muitos pensadores antigos que compreendiam os princípios básicos da engenharia moderna. Uma visita a Alexandria, no século I D.C., era uma viagem ao coração do mundo antigo. Ali, à sombra de Faros, o maravilhoso farol, havia prédios consagrados ao saber humano. A rua principal, com 30 m de largura e 5 km de extensão, levava à famosa biblioteca, que continha cerca de meio milhão de livros escritos em papiro, ou ao Museion, onde estudiosos conviviam com artistas plásticos, poetas e artesãos, trabalhando pelo progresso do conhecimento. 
Invenções: Na história das invenções, Herão de Alexandria ocupa lugar de honra. São de sua autoria cerca de oitenta artefatos engenhosos. Sua esfera giratória a vapor deve ter impressionado seus contemporâneos. O motor a vapor de Herão Herão é considerado o maior inventor de Alexandria. Sua criação mais extraordinária foi a “bola de vento”, que convertia energia térmica em movimento mecânico, e assim pode ser considerado um motor, o primeiro acionado por vapor. Nunca teve qualquer aplicação prática, mas seus princípios básicos são fundamentos da engenharia moderna. 
1) A água aquecida no caldeirão fechado começa a ferver e se transforma em vapor. 
2) Um tubo, provavelmente de cobre, leva o vapor do caldeirão para a bola de metal. 
3) O vapor se acumula dentro da bola. 
4) Jatos do vapor são forçados a sair pelos dois tubos de cobre, em formato de L, nos lados opostos da bola, que começa a girar. 
5) Os eixos se encaixam na bola com mancais, permitindo giros. À medida que o calor aumenta a bola gira mais e mais depressa. Numa das invenções de Herão, o vapor produzido por um caldeirão de água sobe por um tubo até uma abertura parecida com um copo. Ali, a força do vapor mantém uma pequena esfera de metal suspensa no ar.
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DESENVOLVIMENTO DO PROJETO
A finalidade deste desafio é desenvolver métodos eficazes de transformação de energia potencial de vapor em cinética. Para isso, serão aplicados conhecimentos sobre máquinas simples para construir um veículo que usará propulsão a vapor. A eficiência da máquina é crucial, pois vencerá a competição o veículo mais rápido e que não queime os limites da pista. 
FOTOS DO PROTOTIPO
 
 CONCLUSÃO
Após discussões e tentativas o grupo conseguiu chegar em um resultado satisfatório, utilizando uma “maquina” que transformasse energia térmica em energia mecânica utilizando um sistema de vapor por meio de correias, polias, pistões, engrenagens, diferente do projeto inicial, porém, melhor até do que imaginávamos. Nesse meio tempo de pesquisas e aperfeiçoamentos conseguimos descobrir algumas coisas que mudariam o rumo do projeto, descobrindo que o uso de engrenagens aumentaria o atrito, como as polias facilitaram o posicionamento do pedalinho, fazendo com que o vapor acompanhe de forma mais eficiente o mesmo. Também notamos a importâncias de manter tudo lubrificado e nessa parte muito se deve as nossas aulas de Mecânica dos Fluidos, Termodinâmica Aplicada e também Química Aplicada, conseguimos aplicar os conhecimentos obtidos em aula em nosso experimento (testando diversos tipos de combustíveis seja líquidos ou não, usamos Álcool comum e vimos que o resultado não era satisfatório por tanto não era suficiente, tentamos com Álcool de posto de gasolina, Querosene e até carvão) e principalmente fazer com que o projeto ficasse diferente do comum e eficiente ao mesmo tempo. Falando em combustível ele é gerado por um sistema de resistência elétrica numa caldeira (agua ira dentro da caldeira e o combustível no recipiente fora da caldeira) onde o calor da combustão é utilizado para produzir o vapor d’agua, assim que esse vapor gerado é acumulado sua pressão sobre e assim liberamos a válvula para soltar o vapor e o vapor gerar a potência necessária para o carrinho se movimentar!
Com toda certeza se tivéssemos mais tempo mudaríamos mais algumas coisas do projeto tentando melhorar sua eficiência, sua queima (forma de gerar calor), vaporização, eixos, enfim, caldeira sempre há algo a se melhorar. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
https://www.infoescola.com/termodinamica/motor-a-vapor/
http://www.historiadetudo.com/automovel 
https://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/termodinamica-1-calor-trabalho-e-rendimento.htm
http://rede.novaescolaclube.org.br/planos-de-aula/principios-da-termodinamica-e-o-funcionamento-dos-motores
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