Trabalho final a evolucao da maquina a vapor

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Trabalho final a evolucao da maquina a vapor

  1. 1. A evolução da máquina avapor e da propulsão de embarcações .<br />EVOLUÇÃO DA CIÊNCIA E ENGENHARIA<br />Prof.:Fernando Amorim<br />Aluno: Leandro Muniz de Vale<br />DRE: 107349498<br />
  2. 2. Por muitos séculos a tração animal foi a única fonte de força utilizada para realizar trabalho (o próprio homem, gado, cavalo, camelo, etc.). A força humana foi utilizada pelas primeiras máquinas simples criadas pelo homem, tais como alavancas, esteiras, cordas e polias.<br />
  3. 3. NAVEGAÇÃO NA ANTIGUIDADENavio egípcio subindo o Nilo, o que se pode deduzir da vela içada e da atividade dos remadores. Pintura do túmulo de Snefru (2680-2565 A.C.).<br />
  4. 4. NAVEGAÇÃO NA ANTIGUIDADE<br />Os romanos desenvolveram os navios mercantes à vela, que tinham grande capacidade de carga e facilidade de manobra por aproveitarem a força do vento de forma mais eficiente.<br />
  5. 5. As Primeiras Maquinas térmicas <br />No primeiro século da era cristã, Heron, matemático e físico que viveu na Alexandria, Egito, construiu uma espécie de turbina a vapor, chamada eolípila. Contudo, embora houvesse um movimento da esfera, nenhum trabalho útil era produzido por esse movimento e o sábio não conseguiu ver nenhuma utilidade prática para seu invento. <br />Centenas de anos depois, no séc. XVII, as primeiras máquinas à vapor bem - sucedida foram desenvolvidas.<br />
  6. 6. HISTÓRICO<br /> O suprimento de carvão e ferro minerados a superfície estava quase esgotado. As minas profundas estavam sendo alagadas por fontes subterrâneas tornando-se, assim, inexploráveis. Um novo sistema deveria ser encontrado para esgotar a água. <br /> Rodas de água de 7 metros de diâmetro eram movimentadas para içar enormes baldes de água, presos a sarilhos e roldanas, trabalho este que equivalia a 500 cavalos. Mas, ainda assim, contra o alagamento era uma batalha perdida. A<br /> prosperidade do reino corria grande risco. O Rei Carlos II apelou para a Sociedade Real de Cientistas para que encontrasse uma solução para o problema.<br />
  7. 7. 1698 - Thomas Newcomen, em Staffordshire, na Grã-Bretanha, instala um motor a vapor para esgotar água em uma mina de carvão.<br />Caracteríticas:<br /> Consumia 35 dcm³ de carvão e tinha a<br /> capacidade de elevar 2,5 toneladas de<br /> água(5 HP).<br /> Esta foi a primeira máquina comercializada que fazia uso da sucção por condensação do vapor e utilizada para retirar água de minas de carvão.<br />
  8. 8. 1765 - James Watt, na Grã-Bretanha, introduz o condensador na máquina de Newcomen, componente que aumenta consideravelmente a eficiência do motor a vapor; <br />A máquina de Newcomen, que usava a mesma câmara para alternar vapor aquecido e vapor resfriado condensado, desperdiçava combustível. Por isso, James Watt projetou uma câmara condensadora separada, reduzindo consumo de combustível em 75%.<br />Essa máquina corresponde aproximadamente à moderna máquina a vapor, e possuía aproximadamente 20 HP de potência. <br />
  9. 9. Motor a Vapor<br />Transformações de Energia<br /> O calor é utilizado para realizar trabalho,essa energia de expansão pode ser aproveitada de duas formas: (1) deslocando um êmbolo num movimento vaivém ou (2) acionando uma turbina. <br />Energia Química<br />Energia térmica<br />Energia Mecânica<br />
  10. 10. Turbina a vapor<br />As turbinas a vapor são máquinas de combustão externa então o calor necessário para a ebulição do condensado e para o superaquecimento posterior deve ser transferido dos produtos de combustão ao fluído de trabalho através das serpentinas no interior da caldeira.<br />
  11. 11. 1803 - Robert Fulton desenvolveu uma embarcação a vapor na Grã-Bretanha; <br />L: 40 m<br />B: 4,9 m<br />T: 2,1 m<br />V: 4,2 nós<br />  O primeiro navio comercial de sucesso foi o "North RiverSteamboat" Ela fez sua viagem inaugural em 1807, pelo rio Hudson de Nova York a Albany, que fez a distância de ida e volta de quase 483 km em 62 horas.<br />
  12. 12. 1819 -Primeiro navio a utilizar a energia a vapor em uma travessia transatlânticas<br />L: 30 m<br />B: 7,6 m<br />T: 4,3 m<br />SS Savnnah<br />SS Savannah foi construidooriginalmete como uma veleiro,sendo ,posteriormente, convertido para um navio a vapor(inclusão de um motor de 90HP acoplado a duas rodas de pás). Com isso, ganhou o prestígio de ser o primeiro navio a vapor a serviço transatlânticos. A viagem de New Jersey a Liverpool durou 27 dias, período no qual os motores funcionavam por 85 horas.<br />
  13. 13. Revolução Industrial<br />Nesse período, a humanidade continuou sua busca incessante por novas tecnologias. Com uma economia muito mais sólida e a certeza de que a chave para o progresso são as pesquisas, as potências mundiais deram as condições necessárias para que cientistas e pesquisadores pudessem criar novas e melhores máquinas, fato que ocorre até hoje. <br />A partir dessa mentalidade tecnológica que tomou conta dos principais países do mundo, surgiram admiráveis e importantíssimas criações, tais como: os motores de combustão interna e as turbinas a vapor. <br />
  14. 14. Motor de Combustão Interna (M.C.I)<br />1824 - Nicolas LéonardSadi Carnot (França), estabeleceu a teoria fundamental dos motores à combustão interna de dois tempos.<br />O rendimento da Máquina de Carnot é o máximo que uma máquina térmica trabalhando entre dadas temperaturas da fonte quente e da fonte fria pode alcançar.<br />
  15. 15. 1840 – O navio a vapor Britanniarealiza a travessia do atlântico em 12 dias, utilizando apenas a propulsão motorizada, embora fosse provido de velame.<br /> Os motores já possuíam a os inovadores condensadores patenteados por Samuel Hall, que impedem a salinização das caldeiras.<br />A partir daí estava marcada a era dos vaporeiros oceânicos <br />O Britanniaestabelece um recorde de velocidade: 10,9 nós (20,1Km/h). Potência:750 HP<br />L: 63 m<br />B: 10 m<br />T: 5,1 m<br />L: 40 m<br />B: 4,9 m<br />T: 2,1 m<br />V: 4,2 nós<br />
  16. 16. 1843 – SS Great Britain, projetado por IsambardKingdomBrunel, foi o primeiro transatlântico a ter casco e hélice propulsor de ferro.<br /> A hélice só se tornou popular quando Isambard   decidiu aplica-la em vez de uma de uma roda de água, o que comprovou a superioridade dos hélices.<br />L: 92,2 m<br />B: 15,4 m<br />T: 5,0 m<br />V:12,5 nós<br />Potência: 1000 HP<br />
  17. 17. MÁQUINAS ALTERNATIVAS – M.C.I<br />1867 - NicolausOtto desenvolveu o primeiro motor gás atmosférico.<br />Desenvolveu idéia do ciclo de quatro tempos de movimento do êmbolo – ou o Ciclo de Otto. com Gottlieb Daimler e WilhelmMaybach, desenvolveram o primeiro motor quatro tempos.<br />A grande novidade era a invenção de Jean-Joseph-EtienneLenoir – um motor que queimava gás natural. Porém, era ineficiente e barulhento.<br />O motor baseado no ciclo ideal Otto caracteriza-se por ter sua ignição por faísca.<br />
  18. 18. MAQUINAS ALTERNATIVAS – M.C.I<br />1900 - O engenheiro alemão Rudolf Diesel patenteou um motor à combustão de elevada eficiência, demonstrando em 1900, um motor movido a óleo de amendoim, cuja tecnologia leva seu nome até hoje.<br />Os motores a Diesel caracterizam-se pela ignição por compressão. O fluido de trabalho (normalmente ar) é comprimido sem ser misturado ao combustível e quando o combustível é injetado no fluido comprimido e quente esse se inflama.<br />
  19. 19. 1910 – Lançamento do transatlântico RMS Olympic. Neste período a imigração pra a América era intensa, grande era a procura por novas oportunidades em virtude da miséria e fome que assolava a Europa. Assim, existia grande disputa entre as maiores companhias marítimas, que por sua vez projetavam embarcações cada vez maiores a fim de atender o crescente mercado. <br />L: 269 m<br />B: 28 m <br />T: 19,7 m<br />D: 54 m<br />V: 23 nós<br />Tripulação : 2223 pessoas<br />Potência:<br />2 Máquinas de expansão de 15000 HP (hélices laterais),<br />1 turbina de 16000 HP<br />(hélice central)<br />
  20. 20. CONCLUSÕES<br />Poucas invenções foram tão importantes para a história da humanidade como a máquina a vapor. Primeiro dispositivo capaz de transformar o calor em energia mecânica com eficiência suficiente para substituir a tração animal, pode ser considerada uma das grandes responsáveis pela Revolução Industrial no século XIX.<br /> <br />As mercadorias passaram a ser transportadas com maior rapidez e facilidade, os novos navios, transportavam cargas cada vez mais pesadas, a distâncias cada vez maiores, com um  custo cada vez menor, o que dinamizou a economia; Além da consolidação do transporte de passageiros pelas rotas transatlâticas. Portanto,a navegação a vapor foi assim um elemento fundamental para o progresso do comércio internacional.<br />
  21. 21. Referências<br />Faculdade de Engenharia Mecânica - UNICAMP. (s.d.). Fonte: http://www.fem.unicamp.br <br />Instituto de Física - UFRGS. (s.d.). Fonte: http://cref.if.ufrgs.br <br />Negro, G. I. (2004). Termodinâmica. Prentice-Hall. <br />Poder Naval Online. (s.d.). Fonte: http://www.naval.com.br <br />Taylor, C. F. (1988). Análise dos Motores de Combustão interna. São Paulo: E. Blucher.<br />O crepúsculo da arrogância. Mario wittler<br />http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_vapor<br />http://pt.wikipedia.org/wiki/SS_Great_Britain<br />http://pt.wikipedia.org/wiki/RMS_Olympic<br />

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