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Uma análise detalhada do motor stirling, incluindo a verificação do desvio de trabalho estimado pela equação analítica de hirata em relação ao método numérico, a descrição do tipo de deslocador e pistão de trabalho, a importância dos fatores que afetam o desempenho do motor, e a exibição de gráficos e resultados de análises de schmidt. O documento também discute a importância de projetar corretamente o pistão de trabalho e o deslocador, e a possibilidade de realizar futuros trabalhos sobre este protótipo.
Tipologia: Notas de aula
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Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação apresentado no dia 02/12/2016 como requisito parcial para a obtenção do Título de Engenheiro Mecânico, do curso de Enge- nharia Mecânica do Departamento Acadêmico de Mecânica (DAMEC) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Câmpus Pato Branco (UTFPR-PB). O candidato foi arguido pela Banca Examinadora composta pelos professores abaixo assinados. Após deliberação, a Banca Examinadora julgou o trabalho APROVADO.
Prof. Dr. Francisco Augusto Aparecido Gomes (UTFPR - Depto. de Engenharia Mecânica)
Prof. Me. Paulo Cézar Adamczuk (UTFPR - Depto. de Engenharia Mecânica)
Prof. Marcio Tadayuki Nakaura (UTFPR - Depto. de Engenharia Mecânica) Orientador
Prof. Dr. Bruno Bellini Medeiros Responsável pelo TCC do Curso de Eng. Mecânica
A Folha de Aprovação assinada encontra-se na Coordenação do Curso de Engenharia Mecânica
Ao bicentenário da invenção do motor Stirling. (Comemorado no dia 16 de novembro de 2016)
“A bailarina dança. Quando não está dançando, dança para treinar.” (Marcio T. Nakaura, 2002 - Inspirado pelo Prof. Heraldo da Silva Couto)
Resumo
O motor Stirling consiste em máquina térmica que realiza trabalho a partir da con- tração e da expansão de um gás, que alterna sobre um gradiente térmico. O fluxo térmico é controlado por mudanças volumétricas. A flexibilidade é o grande atrativo dos motores Stirling. Uma vez que estes motores trabalham com o calor proveniente de uma fonte externa, qualquer tipo de combustível pode ser empregado como fonte de energia térmica. Neste trabalho realiza-se o projeto e a construção de um motor Stirling do tipo Gama com elementos mecânicos mutáveis (com possibilidade de ajustes geométricos). O dimensionamento térmico foi realizado seguindo a teoria de Schmidt retrabalhada por Koichi Hirata. No dimensionamento mecânico respeitou-se o exposto por Robert Norton, sobre projetos de componentes me- cânicos. Um protótipo experimental construído com um sistema de aquisição de dados implementado é apresentado. O comparativo aponta que o trabalho indicado experimental é cerca de 26% menor do que o teórico. A estimativa do trabalho experimental é realizada por integração gráfica. Uma verificação entre o desvio do trabalho estimado pela equação analítica de Hirata, em relação ao método numérico é de 0,5%; confirmando a afirmativa feita por Willian Martini, em sua publicação sobre design de motores Stirling.
Palavras-chave : Motor Stirling, Stirling tipo Gama, Combustão Externa, Máquina Térmica.
