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Título: Projeto e construção de um motor Stirling do tipo gama com elementos mecânicos mutáveis
Autor(es): Crestani, Marcelo Henrique
Orientador(es): Nakaura, Marcio Tadayuki
Palavras-chave: Máquinas térmicas
Máquinas - Projetos
Motores - Combustão
Heat-engines
Machine design
Motors - Combustion
Data do documento: 2-Dez-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: CRESTANI, Marcelo Henrique. Projeto e construção de um motor Stirling do tipo gama com elementos mecânicos mutáveis. 2016. 143 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2016.
Resumo: O motor Stirling consiste em máquina térmica que realiza trabalho a partir da contração 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 mecânicos. 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.
Abstract: The Stirling engine consists in thermal machine that performs work from the contraction and expansion of a gas, which alternates on a thermal gradient. The heat flux is controlled by volumetric changes. Flexibility is the main attraction of the engines Stirling. Since these motors work with the heat from an external source, any type of fuel can be used as a source of thermal energy. In this work it was developed the project and construction of a Stirling engine of the Gamma type configuration with mechanical components changeable (with possibility of geometric adjustments). The thermal dimensioning was performed according to the theory of Schmidt, studied by Koichi Hirata. In mechanical dimensioning it was proceeded as presented by Robert Norton, on projects of mechanical components. An experimental prototype built with a data acquisition system implemented is presented. The comparative study suggests that the work indicated has been approximately 26% less than the theoretical. The estimate of the experimental work is carried out by graphical integration. The deviation between of work estimated in relation to the numerical method was 0.5%, using the analytical equation of Hirata; this confirm the statement made by William Martini, in his publication at the design of Stirling engines.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7346
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