GEM 11 - ExercíciosUE2

Prévia do material em texto

APMA 2021 – TURMA 01 
Exercícios GEM-11 – Unidade de Ensino 2.0 (Aulas 15 a 60) 
Professor GELMIREZ – Revisão para avaliação 
 
Aulas 15 a 22 
1) Em termos de traçado, o que podemos obter do motor com o indicador mecânico? 
Resposta: Podemos obter o diagrama fechado, o diagrama aberto, as pressões de combustão 
e compressão e a linha de pressão atmosférica. 
2) Como o diagrama aberto é obtido com o indicador mecânico? 
Resposta: O diagrama aberto é obtido com o gancho fora do aparelho, onde quem dá o 
movimento do embolo em escala de 90 graus é o operador e requer um pouco de prática. 
3) Como se obtém as linhas das pressões de compressão e combustão? 
Resposta: As linhas de combustão são obtidas apenas encostando o indicador (com o 
indicador semi rotativo), sem movimentar o tambor. Para a pressão de compressão, é feita 
da mesma maneira, porém sem injeção de combustível (é isolada a bomba injetora). 
4) Qual deve ser a escala da régua com que se mede as alturas das linhas das pressões de 
compressão e combustão obtidas com o indicador mecânico? 
Resposta: Vai ser de acordo com a mola utilizada no indicador. 
5) Quais as principais causas da obtenção de diagramas defeituosos obtidos com o 
indicador mecânico? 
Resposta: São decorrentes da operação inadequada por parte de quem está tirando o 
diagrama e também por problemas decorrentes do próprio estado do indicador mecânico 
(por exemplo, pode prender por má lubrificação). 
6) Objetivamente, como pode ser definida a PMI? 
Resposta: PMI equivale a altura de um retângulo que, com comprimento igual ao do ciclo, 
possui uma área igual àquela compreendida no interior do digrama indicado. 
7) Quais são os métodos gráficos utilizados na determinação da área do diagrama? 
Resposta: A PMI pode ser determinada com base nos métodos gráficos de Wagner ou 
Simpson e também com o auxílio de um planímetro, todos para o cálculo da área do 
diagrama. 
8) Pode a PMI ser obtida diretamente? 
Resposta: Sim, por meio de um indicador eletrônico de PMI. 
9) Além da determinação da área do diagrama pelos métodos gráficos, que outros dados 
são necessários para a determinação da PMI? 
Resposta: São necessários a escala ou constante da mola e o comprimento do diagrama. 
 
10) Marque verdadeiro ou falso no espaço ao lado de cada questão: 
 
a. (VERDADEIRO) A finalidade do planímetro é possibilitar o cálculo da área do 
diagrama prático de cada cilindro do motor. 
b. (VERDADEIRO) Há dois tipos de planímetros: o mecânico e o eletrônico. 
c. (VERDADEIRO) Além da área do diagrama, precisa-se conhecer a constante do 
planímetro e o comprimento do diagrama para se proceder o cálculo da PMI. 
d. (VERDADEIRO) Deve-se calibras o planímetro planimetrando-se uma figura de área 
conhecida como a de um quadrado, retângulo ou círculo. 
e. (VERDADEIRO) Os diagramas dos cilindros são sempre obtidos na praça de máquinas, 
mas o cálculo das PMIs é realizado no escritório da máquina ou onde o Chemaq preferir. 
 
11) Cite: 
a. As duas variáveis plotadas nos eixos do plano cartesiano do diagrama aberto obtido pelo 
MIP Calculator: Pressão e ângulo da manivela. 
b. Os nomes das três pressões do Ciclo Diesel plotadas no diagrama aberto obtido com o 
MIP Calculator: Pressão máxima de combustão, pressão de compressão e pressão de 
expansão. 
c. Dois componentes do MIP Calculator situados na CCM: monitor e impressora. 
d. Três componentes do MIP Calculator situados na Praça de Máquinas: sensores de 
pressão de injeção dos cilindros, transdutor de ar de lavagem e captador de impulsos 
magnéticos. 
e. Três analisadores eletrônicos utilizados na obtenção de diagramas dos cilindros dos 
motores Diesel: Dieseltune III; Doctor DK2; e MIP Calculator NK-5A. 
 
Aulas 23 a 26 (Capitulo 2, apostila) 
1) Determine em kW a potência indicada de um motor diesel de 2 tempos que opera com 
os seguintes dados: 
D = 800mm 
C = 2000mm 
N = 125 RPM 
Pmi = 14kgf/cm² 
n = 7 
 
 
D = 0,8m 
C = 2,0m 
N = 2,083RPS para kW 
Pmi = 14x0,9807 = 13729bar para kW 
 
 
Wi = 
0,7854 . 𝐷2. 𝑃𝑚𝑖.105 . 𝐶 . 𝑁. 𝑛
1000
 
Wi = 
0,7854 . 0,82. (13729𝑥105). 2 . 2,083 . 7
1000
 
Wi = 20124,59 kW 
 
2) O que é potência efetiva? 
Resposta: É a potência que temos disponível na extremidade do eixo de manivelas, 
onde vai ser acoplado o utilizador (gerador, eixo propulsor, etc). 
3) Porque a potência efetiva é bem menor que a indicada? 
Resposta: Por causa das perdas por atrito somadas à energia necessária ao 
desenvolvimento dos tempos de admissão, compressão e descarga, e também à 
utilizada para o acionamento de certos componentes do motor, como: eixo de cames, 
válvulas, bombas injetoras, bombas de óleo ou de água do tipo dependentes, etc. 
4) Como a potência efetiva pode ser determinada? 
Resposta: A potência efetiva pode ser determinada diretamente em um aparelho de 
freio chamado dinamômetro. 
5) Além da utilização de um aparelho de freio, como a potência efetiva pode ser 
determinada? 
Resposta: Pode ser determinada com base na potência indicada e o rendimento 
mecânico ou na indicada e a potência de atrito. 
6) O que é potência de atrito? 
Resposta: é a potência subtraída da potência indicada para acionar componentes do 
motor e vencer a resistência dos tempos de aspiração, compressão e descarga. 
 
Aulas 29 a 36 (Capitulo 3, apostila) 
1) Marque verdadeiro ou falso no espaço ao lado de cada questão: 
 
a. (FALSO) Consumo específico de combustível é o consumo diário de combustível 
por unidade de potência do motor. 
b. (VERDADEIRA) Na prática o consumo específico é determinado com base no 
volume registrado no oleômetro durante 1 hora, na potência efetiva e na densidade 
a 20°C corrigida em uma tabela para a temperatura com que o óleo combustível 
entra no oleômetro. 
c. (VERDADEIRO) Comparando-se dois motores de mesma potência, com 
consumos específicos efetivos de valores diferentes, o motor mais econômico é 
aquele que apresenta o menor consumo específico. 
d. (FALSO) O consumo específico indicado é obtido com base na potência efetiva. 
 É com base na potência indicada. 
e. (VERDADEIRO) A densidade do combustível apresentada na nota do fornecedor 
é a correspondente a 20°C, mas na temperatura com que ele passa no oleômetro 
da instalação do motor esta densidade diminui. 
 
2) Qual o rendimento mecânico de um motor que desenvolve uma potência efetiva 
de 450 CV e uma potência indicada de 5300 CV? 
 nm = 
𝑊𝑒
𝑊𝑖
 = 
4500
5300
 = 0,8490 = 85% 
3) De acordo com a tabela das páginas 62 e 63 da apostila, qual a densidade de um 
combustível que entra no oleômetro de bordo à 90°C, se a sua densidade a 20°C, 
expressa na nota do fornecedor é de 0,9800kg/dm³? 
Resposta: A densidade será de 0,9358. 
4) Marque verdadeiro ou falso no espaço ao lado de cada questão: 
 
a. (VERDADEIRO) Poder calorífico do combustível é a quantidade de calor 
liberada pela queima de 1kg do combustível. 
b. (VERDADEIRO) O rendimento mecânico é a relação entre a potência efetiva e a 
potência indicada. 
c. (VERDADEIRO) No cálculo do consumo específico corrigido pelo PC do 
combustível é necessário conhecer o poder calorífico do óleo combustível 
utilizado no teste de fábrica e o utilizado na navegação. 
d. (VERDADEIRO) O rendimento mecânico de um motor que desenvolve uma 
potência efetiva de 10500kW e uma potência indicada de 12353kW é de 
aproximadamente 85%? 
nm = 
𝑊𝑒
𝑊𝑖
 = 
10500
12353
 = 0,8499 = 85% 
e. (FALSO) A densidade a 20°C que vem na nota do combustível de nada serve para 
fazer a correção da densidade do combustível na temperatura com que ele passa 
no oleômetro. 
 
5) No quadro elétrico principal de um navio, os medidores indicam, respectivamente, 
os valores 440 V, 215 A e fator de potência igual a 0,8. Considerando o 
rendimento do gerador igual a 92%, calcule a potência de CV, em kW e em HP 
do MCA. Lembrando que: 1 CV = 0,736kW e 1HP = 0,746kW 
 
Wi = 
1,73 .cos𝜑. 𝑉 . 𝐴
𝑀 . 736
 
 
Wi = 
1,73 . 0,8 . 440𝑉 . 215𝐴
0,92 . 736
 = 193,36 CV 
 
Wi = 
1,73 . 0,8 . 440𝑉 . 215𝐴
0,92 . 1000
 = 142,31 kW 
 
Wi = 
1,73 . 0,8 . 440𝑉 . 215𝐴
0,92 . 746
 = 190,76 HP 
 
6) Um navio com um deslocamento de 16000 t viaja com uma velocidade de 16 nós. 
Sabendo que o coeficiente do almirantado é igual a 450, estime a potência 
necessária para propelir a embarcação. 
C = 
 𝐷2/3. 𝑉3
𝑃
 logo, P = 
 𝐷2/3. 𝑉3
𝐶
 
P = 
 160002/3. 163
450
 = 
635. 4096
450
 = 5780 kW 
 
Aulas 37 e 38 (capítulo 7, apostila) 
1) Como se determina a relação de compressão para entrar na carta fornecida pelo 
fabricante para verificar a temperatura abaixo da qual ocorre a condensação? 
Resposta: Se determina com a relação da pressão de ar de lavagem pela pressão 
barométrica. 
 
2) Onde se obtém a bordo a pressão barométrica? 
Resposta: Há um barômetro no passadiço. 
 
3) Por que nos navios devem ter um eficiente sistema de drenagem de água 
condensada nos resfriadores de ar de lavagem? 
Resposta: Para remover o excesso de água, evitando assim a lavagem do filme de 
óleo lubrificante dos cilindros do motor. 
 
4) O que indica um fluxo de somente água no visor do tubo de drenagem do 
resfriador de ar de lavagem e sobrealimentação? 
Resposta: Se houver um fluxo só de água, isso indica um mau funcionamento do 
sistema, pois em um sistema operando corretamente deve-se considerar um fluxo 
misturado de ar e água. 
 
5) No exemplo dado na carta pelo fabricante, qual foi a quantidade de água 
condensada em kg/kg de ar? 
Resposta: 0,022 kg de água / kg de ar. 
 
Aulas 39 e 40 (capítulo 5, apostila) 
1) Sabendo que um MCP funcionando com sentido de rotação à direita num 
determinado momento apresenta-se com os seguintes dados: 
a. Ângulo da manivela a partir do PMS = 35° 
b. Distância entre os eixos da conectora = 1200 mm 
c. Força dos gases da combustão sobre o êmbolo = 80000 N 
d. Curso do êmbolo = 1500 mm. 
Calcule os esforços Fn, Fb, Ft, Fr e o par motor Mt (torque) no eixo. 
Primeiro passo é encontrar o seno de β, para depois poder encontrar os esforços. 
Sen β = r . 
𝑠𝑒𝑛 𝛼
𝐿
 = 0,75 . 
𝑠𝑒𝑛 35°
1,2
 = 0,35848 
arc sen β = 21° 0’ 26” 
 
Fn = Fp . tg β 
Fn = 80000 . tg 21° 0’ 26” = 30720,7 N ou 30,72kN 
 
Fb = 
𝐹𝑝
cos 𝛽
 = 
80000
cos 21°0´26"
 = 85695,7 N ou 85,7kN 
 
Ft = Fb . sen (α + β) 
Ft = 85695,7 . sen (35° + 21° 0’ 26”) = 85695,7 . 0,83 = 71051 N ou 71kN 
 
Fr = Fb . cos (α + β) 
Fr = 85695,7 . cos (56° 0’ 26”) = 85695,7 . 0,56 = 47911,5 N ou 47,9kN 
 
Mt = Ft . r 
Mt = 71051 . 0,75 
Mt = 53288,25 N ou 53,3kN 
 
Aulas 41 a 46 (capítulo 9, apostila) 
1) Quais são as principais causas do desalinhamento do eixo de manivelas? 
Resposta: São várias as causas do desalinhamento do eixo de manivelas, dentre as 
principais causas, podemos citar: arraste do casco no fundo; afrouxamento dos 
parafusos da base; desalinhamento do motor/utilizador; e desgaste irregular dos 
mancais fixos. 
2) Que instrumento de medida é utilizado na verificação da deflexão do eixo de 
manivelas? 
Resposta: Fleximetro. 
3) Quantas são as posições de instalação do fleximetro estando o motor com as suas 
conectoras instaladas? 
Resposta: Cinco diferentes posições angulares. 
4) O que pode acontecer com o eixo se o valor máximo de flexão estabelecido pelo 
fabricante do motor não for obedecido? 
Resposta: Pode levar o eixo a ruptura. 
5) Com as conectoras instaladas, em que posição da manivela o fleximetro deve ser 
zerado? 
Resposta: Na primeira posição mais próxima a conectora. 
6) Por que a curva da deflexão horizontal, no exemplo dado, foi toda construída só 
para o lado direito da linha da base? 
Resposta: Por que os valores foram positivos. 
7) Comparando o segundo método com o primeiro, a que posição corresponde a letra 
B? 
Resposta: Corresponde a posição I. 
8) Em ambos os exemplos, olhando pelo lado do volante, qual é o sentido de rotação 
dos motores? 
Resposta: Sentido horário. 
9) Com as conectoras instaladas, como foram obtidos os valores da posição III ou 
B? 
Resposta: Pela média das posições inicial e final do fleximetro (
𝑋+𝑌
2
). 
10) No exemplo dado nesta aula, que trechos do eixo de manivelas apresentaram os 
valores mais elevados de deflexão? 
Resposta: Cilindro 1 e cilindro 2. 
 
Aulas 47 e 48 (capítulo 10, apostila) 
1) Se o sistema de partida e inversão de marcha do motor estiver funcionando 
corretamente, o que acontece na manobra quando o Oficial de Máquinas esquece 
de desacoplar a catraca? 
Resposta: O motor não vai partir devido um dispositivo de segurança que bloqueia a 
partida. 
2) Por que é necessário informar ao passadiço que se vai passar o ar no motor e 
balancear a máquinas? 
Resposta: Para o passadiço verificar se há algum impedimento próximo ao hélice. 
3) Mesmo sendo dimensionado para sustentar toda a carga do navio, por que durante 
a preparação do MCP para viagem precisamos de dois grupos diesel geradores em 
paralelo? 
Resposta: Por medida de segurança. 
 
Aulas 49 a 52 
1) Que equipamento é responsável pela purificação do óleo lubrificante do poceto? 
Resposta: Purificador de óleo lubrificante. 
2) Quais são as principais vantagens do alpha lubrificator sobre os tradicionais 
mecânicos? 
Resposta: Principalmente para economizar óleo lubrificante. 
 
3) De onde é enviado o óleo lubrificante para os turbocompressores? 
Resposta: Do próprio sistema de lubrificação principal. 
4) Quantas bombas elétricas são utilizadas no arranjo do MCP sem eixo de cames? 
Resposta: Três bombas acionadas pelo motor e duas bombas acionadas por motores 
elétricos. 
5) Quantas bombas são acionadas pelo motor? 
Resposta: três bombas. 
 
Aulas 53 a 60 
1) Quais são os sistemas que fazem parte da Central de Resfriamento? 
Resposta: Sistema de água do mar, sistema de água doce de baixa temperatura e 
sistema água doce de alta temperatura. 
2) Quais as principais vantagens do sistema com Central de Resfriamento? 
Resposta: utiliza apenas um resfriador circulado por água no mar (um de cada vez); 
os demais trocadores de calor são resfriados por água doce, podendo ser construídos 
com material mais barato; poucos tubos de material não corrosivo são instalados; 
reduzida manutenção dos resfriadores e demais componentes; aumento da utilização 
do calor. 
3) Quais as principais desvantagens do sistema com Central de Resfriamento? 
Resposta: três conjuntos de bombas de água de resfriamento; alto custo inicial. 
4) Qual a principal característica de uma central de água de resfriamento? 
Resposta: Só utiliza um resfriador circulando. 
5) No sistema Central de Resfriamento, como se denomina o sistema de resfriamento 
das jaquetas e cabeçotes do MCP? 
Resposta: Sistema de água doce de alta temperatura. 
6) Qual a finalidade do soprador auxiliar no sistema de ar de lavagem e 
sobrealimentação? 
Resposta: Fornecer a quantidade de massa de ar necessária quando o motor está 
parado ou em regime de manobra, que a produção de gases é insuficiente para fazer a 
turbina girar a uma velocidade capaz de fazer com que o compressor mande a 
quantidade de massa de ar necessária para o caixão de ar de lavagem. 
7) Quantas bombas são utilizadas no sistema de condicionamento de óleo 
combustível? 
Resposta: Quatro bombas. Duas no sistema de alta pressão e duas no sistema de baixa 
pressão (bombas de circulação e alimentação). 
8) Quais são as principais finalidades do sistema de condicionamento de óleo 
combustível? 
Resposta: Assegurar limpeza, pressão, temperatura e viscosidade na razão de fluxo 
especificada pelos fabricantes dos motores Diesel marítimos; 
9) Qual é o parâmetro primário de controle do sistema de condicionamento de óleo 
combustível? 
Resposta: Dar ao combustível a viscosidade adequada antes de entrar nas bombas 
injetoras. 
10) Qual é o elemento final do sistema de baixa pressão de condicionamentode óleo 
combustível? 
Resposta: O elemento final do sistema de baixa pressão, com função de desaeração, 
é o tubo de mistura.