Trabalho Máq. Term.

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MOTOR STIRLING 
ACADÊMICO: JOÃO EDGAR LEITE FILHO
ACADÊMICO: MARCELO SANTIAGO DA SILVA
ACADÊMICO: ROBERTO JUNIOR BRESCHI 
PROFESSOR: CARLOS VINICIUS MARTINES VANTI 
Campo Grande 
 2018
ACADÊMICO: JOÃO EDGAR LEITE FILHO
ACADÊMICO: MARCELO SANTIAGO DA SILVA
ACADÊMICO: ROBERTO JUNIOR BRESCHI 
MOTOR STIRLING 
Projeto apresentado ao Curso de Engenharia Mecânica da Instituição Centro Universitário de Campo Grande – MS Unidade II.
Orientador: Carlos Vinicius Martines Vanti 
Campo Grande 
2018
OBJETIVO
Objetivo geral ou primário
Este trabalho possui como objetivo primário demonstrar a pesquisa feita sobre máquinas térmicas explicando seu princípio de funcionamento e sua história.
Objetivos específicos ou secundários
O objetivo especifico a ser alcançado com este trabalho é realizar a construção de um modelo do motor stirling e o processo de execução do mesmo.
	
INTRODUÇÃO
Mediante a proposta feita pelo professor Carlos Vanti, neste trabalho iremos detalhar a pesquisa sobre máquinas térmicas que o grupo fez, com foco no modelo de motor stirling, nesta pesquisa explicaremos o funcionamento do motor, com base nos princípios da termodinâmica, além de descrever o procedimento de execução de fabricação, montagem e os materiais do protótipo, deste motor produzido pelo grupo, onde foram reutilizadas peças e componentes de sucatas, também descreveremos as dificuldades encontradas no processo de construção do mesmo. 
Máquinas térmicas
As máquinas térmicas começam a ser desenvolvidas partir da revolução industrial, que teve seu início no século XVIII na Inglaterra e logo por todo o mundo, com o objetivo de utilizar de meios mecânicos para maximizar a produção e também o lucro. Nesta época com as primeiras máquinas térmicas, era usado a o aquecimento para transformar a água em vapor e com isto movimentar o pistão, que moveria um eixo e transformaria o trabalho em energia mecânica, assim podendo auxiliar e acelerar a produção no meio industrial. 
Podemos definir máquina térmica como sendo um dispositivo que utiliza duas fontes térmicas, sendo uma fonte quente e uma fria, ou seja, uma fonte de maior temperatura que fornece calor ao dispositivo, onde através disso consegue realizar trabalho e outra fonte de menor temperatura, que recebe o calor não transformado em trabalho, este ciclo pode ser explicado pela segunda lei da termodinâmica, que nos diz que é impossível construir uma máquina operando em ciclo termodinâmico que transforme todo o calor em trabalho, ou seja, uma máquina térmica nunca terá 100% de rendimento. 
MOTOR STIRLING 
História
Em 1816 Robert Stirling, um pastor escocês aperfeiçoou o motor a combustão externa, que veio a ser chamado pelo seu nome, motor ‘’Stirling’’, com a ajuda de seu irmão engenheiro ele buscavam solucionar um problema advindo da utilização de caldeiras, as quais explodiam com muita frequência devido a falta de tecnologia metalúrgica da época, eles visavam substituir do motor a vapor pelo “motor de ar quente”.
 Funcionamento 
O funcionamento termodinâmico do motor stirling tem como base um ciclo com quatro (4) fases, realizadas em dois (2) tempos executados no pistão: Sendo que na primeira fase indicada abaixo, (1-2) ocorre uma pressão isotérmica onde a uma rejeição de calor; na segunda (2-3) a transferência de calor ao fluido ocasiona uma fase isométrica; na terceira fase (3-4) ocorre uma expansão isotérmica onde também há uma transferência de calor e na última fase (4-1) do ciclo, o calor é rejeitado a um volume constante.
Figura 01 – Diagrama PxV do ciclo Stirling
Basicamente o motor stirling se diferencia dos outros motores a combustão interna por trabalhar utilizando a energia advindo da expansão e contração de um gás, de forma que o ar aquecido empurra o pistão para cima fazendo o virabrequim girar, neste momento a bexiga utilizada no sistema se encontra estica e quando o virabrequim atinge o ponto mais alto ele faz com a bexiga seja empurrada para baixo, fazendo assim com que o ar frio adentre a câmara de pressão e esfrie o gás levando a uma compressão isotérmica.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Materiais utilizados
CD usado
Lata de alumínio 350 ml
Raio de bicicleta
Lata de frutas 
Palha de aço
Recipiente de vidro 
Balão de borracha
Câmara de pneu
Cola adesiva
Silicone alta temperatura
Componentes plásticos reaproveitados
Parafusos reaproveitados 
Etapas de execução
Aquisição dos materiais 
Com base nas pesquisas feitas e outros experimentos que encontramos, escolhemos um modelo para a fabricação do motor stirling e listamos os materiais citados no item (4.1), visando um menor custo benefício para a execução deste projeto buscamos reutilizar materiais reciclados, mas mesmo assim foi preciso comprar materiais para a confecção de algumas peças.
Adaptação das peças
 Para podermos reutilizar os materiais que já tínhamos a disposição, foi necessário realizar algumas adaptações, como pode-se observar Anexo I – Fotos, foi preciso submeter a maioria dos materiais, a um pequeno processo de fabricação das peças, onde tivemos que cortar, lixar, moldar e até unir alguns elementos, substituindo o processo de soldagem por colas adesivas e silicone, por se tratar de um protótipo simples.
Montagem
Com base em experimentos que encontramos, conseguimos fabricar a peças de forma que fosse possível montar o motor com mais facilidade, conforme adaptávamos os materiais que já tínhamos, submetíamos os mesmos a um teste de acoplamento com as peças já prontas e desta maneira já era possível começar a montar o motor desde as primeiras peças que fabricamos.
				
CONSIDERAÇÕES FINAIS:
Dificuldades encontradas
As maiores dificuldades encontradas por nossa equipe foi na montagem do motor que em grande parte é colado com silicone, que demora 24 horas para secar, então tínhamos que montar uma parte e esperar a secagem para montar outra, tivemos cinco encontros para concluir a montagem, o que nos custava em transporte e tempo. Os custos com partes foram mínimos sendo que quase tudo foi reciclado, apenas o silicone que compramos. 
Resultado
Como resultado mais relevante temos o conhecimento que adquirimos sobre o funcionamento de um motor stirling, um motor que tem alta performance com baixo consumo, nos levando a pensar em como melhorar a performance dos motores existentes baseados no stirling para aproximar-se do ciclo obtido pelo mesmo. 
Conclusão
Através deste trabalho, concluímos que com empenho e união do grupo pudemos montar o motor determinado por nosso tutor, e assim aprender como funciona um motor de alto desempenho e baixo consumo de energia. Pesquisando a história podemos entender melhor os projetos atuais já realizados pela sociedade cientifica e acadêmica, e podemos também compreender melhor de que modo funciona uma máquina térmica, tanto termodinamicamente como empiricamente, de que modo é produzida e com base nessas informações, até mesmo fabricar um protótipo do motor Stirling com êxito. 
Anexo I - Fotos
	
	Foto 1 - Vista geral do motor finalizado.
	
	
	Foto 2- 
	Foto 3- 
	
	
	Foto 4 – 
	Foto 5 – 
	
	
	Foto 6 – Vista frontal do CD utilizado como polia
	Foto 7 – Vista posterior do CD utilizado como polia
	
	
	Foto 8 – Vista superior – suporte e virabrequim 
	Foto 9 – Vista frontal – suporte e virabrequim
	
	
	Foto 10- 
	Foto 11- 
	
	
	Foto 12 – 
	Foto 13 – 
	
	
	Foto 14 – 
	Foto 15 –