Octávio Maizza Neto Otávio M. Silvares Rosalvo T. Ruffino - - Trevor Willian Clyne - Maria Cristina Pereira de Mello justo Agradecimen(os ao apoio prestado pelo CNPq, UNICAMP. FADESP . CESP. MERCEDEZ BENZ e AGENCIA DE COMUNICAÇÃO l.'V TERNAC!ONAL DO CONSULADO GERAL DOS E. U . A. em São Paulo. COlEM · V CONGRESSO BRASILEIRO 79 OE ENGENHARIA MECÂNICA ANAIS- PROCEEDINGS VOLUME A ENERGIA ENERGY tro c111 Flori:JnÓpolís. llá quatro anos se fun c.Llv:J :1 ;\ssoc iaçiío llr3sileira de Ciências Me cilnic:Js. O CO!lUl já se consagrou como um re trato fi c 1 da pesquisa cm Lngenharia ~lecâni ca no l',ras i 1, representando a melhor oportu nidade existente de contato c intercâmbio cn trc os interessados no desenvolvimento desta :nca. Seu nível tem reconhecimento fora do 1·: r:1s i I c t1ma crescente participação vem mos t 1 ;;; é·l'r :1 pc.squic;:J realizada dentro ela rea- lll~~JJc tc:cnol íca brasileira cientificamen- te relevante para uma coletividade muito mais ampla. :\ í< c' i s t a ll r as i I c lf a d c C i ê n c i as ~!ccânicas finalmente nasce por ocasião deste V C:OBD!. Lia representa o esforço de todos nós e eleve ra ser o veiculo natural ele divulgação dos melhores trabalhos realizados nesta área. Pe la sua penetração ela deverá mostrar ao pu blico empresarial c industrial, o potencial de pesquisa e desenvolvimento que existe no nosso país, bem como nossa capacidade ele co laborar com uma tecnologia brasileira. Ao reali.zar,sirnultancamcnte com o V COBE~l, u ma Mostra Industrial e o Painel sobre Finan ciamento a Pesquisa c Projetas em Engenharia >!ccânica, foi nossa intenção acelerar a pen.::_ tração nesse moio. Esperamos que todos pos sam tirar o máximo proveito destes eventos. ~· A Qltima inovação do V COBEM ~ o Pr~mio ABCM para estudantes de graduação em Engenharia Mecânica. Ele foi instituido com o objetivo de incentivar a participação de alunos em trabalhos de pesquisa e desenvolvimento tec nolÓgico. Embora, no momento, este pr~m io s~ ja modesto, ele deverá ser convenient emen te estruturado para transformar-se numa insti tu içã o de reconhecido mérito e valor. O COBEM é organ i zado por um grupo de pesqui sador es que , não sendo especi al is tas na rea lização de Congressos, s~o imbuidos de uma enorme boa vontade. A Comissão Organizadora empenha- se a valer para conseguir realizar, no âmbito de uma Universidade, um Congresso qu e satisfaça a todos. Em espc cJ~l tem os qu• agradecer ao CNPq pelo sub s tancia 1 suj•ur lc financeiro qu e possibilitou a rea.l i z<Jçi:i u du COB EM c a impressão destes Ana1~. Agradecemos ainda i FAPLSP c a t odos qu e co- laboraram financeiramente com a realização deste evento, bem como i UNICANl' , que gcnti! mente cedeu suas in sta laç6es . Sejam todos bcm-vindos COBEM79 In 1971, we held ou~ 6~~õt meet~ng ~n Flo ~~an5pol~6. Fou~ yea~a late~. the B~az~l~an Aaao ~~at~on o6 Me~han~~al Eng~nee~~ng waa 6ounded. I n the m ea nt~me COBEM haa be~am e an ~mpo~tant meaõu~e o6 the ~eaea~~h ~n the 6~eld o6 Me~han~~al Eng~nee~~ng ~n B~az~l. It alao p~oved to be _he beõt oppo~tun~ty .to ex.~hange v~ewa and ~deaa unde~ the ~e.a~~heM wo~k~ng ~n th~a a~ea. The atanda~da o6 COBEM have been h~ghly ~e~ogn~zed ~nte~nat~onaliy and then, ~e6le~t the a~~ompi~õhmenta ~n ~eõea~~h and te~hnoiogy ~n B~aõ~i. Th e B~az~i~an jou~nai 6o~ the Me~han~~ai s~~en~eõ haa 6~naiiy appea~ed ~n th~6 mome.nt. It ~ ep~ eae nta .the e66Mtõ o6 ali wo~k~ng ~n that a~ea and õe~veõ aõ a 6~u.U~ul ~hannei to ~~~~uiate good pape~a. Th~oug~ th~õ ~~~~ulat~on, ~t ~an demonatnate to gove~nmental o ngan~zat~ona and ~nduatn~ai ~ompan~eõ ou~ atanda~da o6 ~eaea~ch and deveiopment and ou~ capac~ty to coopenat e w~th .them ~n onden to upg~ad e b~az~i~an te~hnoiogy. S~multaneoualy to .th~a Congn eaa you w~ii 6~nd a amall ~nduõt~~al ex.poa~t~on and .the ~eal~zat~on o6 a panei o6 d~acu6õ~on about budget~ng me~han~~ai eng~neen~ng ~eaea~ch ~n Bnaz~l. COBEM waa ongan~zed by a g~oup o~ neaean~h enõ wh~~h ane not ak~iled 6on th~õ k~nd o6 act~v~.ty but wo~ked w~th gnea.t enthua~aõm. .LN30153~d 3H.L "'Y'Y ôltD!AOJ d~j 1{ 0 9 'YU0tjVllVI'YlA~ ô~ j 6u~p~nOl{d U ~ J:·,"v JI:'iil 'ç- vtncitH l? J ~ u fiy.r ?Jt <!.~ ~u n o.rv.rs a1p Yo dJa~ ~ ~~ a.rv~~aJtcidv "~ fiJJVH~j · su~puvj?Jtapun /)lfl? ILHjl?l;,JciOOJ l{YJ~j 1{09 'Ylt 'à~jO fiu mu ?v JJA~ çv ?6 u ~p ôJJJltd Jtno ~o ?6u~.ru~Jtd ô~ j pH v i'I J8 0 J /1 âl).f •i,)g : y'f,Jci P"<lH'l;n 'j JoHVj'i ~'i' 'i'V nn~HV II >-); "'''!lf.'1 OJN J oj p·~.rq·aptn -~ ltv ô ,'l) · pHv<q·d aq ;)' :)"Y.11 fip og fiJt J nô pHV ln~ ç? J oJn? ôq JlV ~'i' 'i''i' ô lt6H o J <l~ j j l?~ j ?JciJ~ àôj j ~ WW Oo 6H~2~!AD6l{O ô~ l OS ANAIS A revisão e sel eção final dos trabalhos pelo Conselho Edito rial e revisores resultou na edição dos Anais do V COBEM em quatro volumes. Cad a volume contém os trabalhos referentes a uma das g randes áreas d e concentração: Energia (Volume A) , Fabrica ção (Volume B), Projeto Mecinico (Volum e C) e Métodos Numéricos e Anal íticos (Vol ume D). O Ed i tor deseja expressar seus s inceros agradecimentos a to dos os participantes, a utores e representantes de empresas e organizaç6es governamentai s ou p a rticulares qu e , contribuin do com trabalhos científicos notáveis ou po r sua s impl es paE ticipa ção , torna ram este Congresso um grande evento . Também ao corpo de rev isor es o edi tor ma nifesta profundos e s i nce ros agr adec iment os , por suas opini6es e comentários eficien t es e francos. Finalme nte, o editor deseja a todos os participa ntes uma peE manê nc ia proveitosa e agradável. THE PROCEEDINGS The 6inal ~electio n and keviewing o6 th e editok ial boak d and ~ eview e~6 ~e6ult ed in 6o uk vo l um e6 a6 the p~o ceeding6 o6 CO BEM 79 . Thea e volume6 ake bk oadl y allocate d to the 6ouk majo~ ak ea6, dedic atlng a volum e 6o ~ each conc ent~atlon a~ea namely : Ene~gy !V ol um e A), Manu6actu~ing (V~lum e 6), Ve6lgn (Vd'wn e C) a11d 1inaLi'. u Num e.~ical Methoda and Tec hniqtte6 to tl1e ctbo ve. a~ Ul 6 (a .6 vol ume V). The edito~ would like to exp~e66 hia 6lnce~e g~ati tud e to all pa~tic ipa nta , auth o~6 a6 wefl a6 ~ep~e6entative6 o6 co mpan ie.6 , p~lvJ.te 011 gove.~nmental oltganizcvU c•n6 who by thei~ c o nt~ibution eithe~ by no tabl e 6cien ti6i c wo~k o ~ by aimple pa~ticipation, tu~ned thl6 C' ongke66 to a big even t. A dee p and 6in ce ~'.e glta titu de i .. 6 al6o du e. to ou~ boa~d o6 ~evi e.w e ~6 áo~ e66icient , dedicat ed and 6ince 11e opinion6 and comment6 that no doub:t add ed a fot to ouk Congkc66. Finally, the Editok wi6h e6 all pakticipant6 6kui t 6ul and enjoyable 6tay . Congresso Brasileiro de Engenharia Mecânica. Sendo procurado por um número sempre cresce~ te de participantes, que apresentam cada vez uma quantidade maior de trabalhos de alto ni vel, o V COBEM supera todas as expectativas. Mais de cento e sessenta trabalhos foram a ceitos e incluídos nos Anais pelo Conselho Editorial, dos quase duzentos submetidos. Abandonou-se a denominação discriminatória dos trabalhos como "paper", sem tradução ad~ quada, e "nota técnica", sendo esta vista sempre como um trabalho incompleto ou de ní vel inferior. Passou-se a denomini-los por Trabalho de Pesquisa ou Trabalho TecnolÓgico, ambos de igual mérito e diferindo principal mente quanto aos objetivos buscados e a for ma de ser desenvolvido. Considera-se Traba lho de Pesquisa uma investigação científica, teórica ou experimental, com objetivo de de senvolvimento da ciência e não necessariamen te com uma aplicação imediata a um problema industrial existente. E considera-se Traba lho TecnolÓgico uma investigação pritica o riunda normalmente de um problema experimen tal e não necessariamente acompanhada de uma explicação teórica para o fenômeno. Diversas palestras serão proferidas por con ferencistas estrangeiros de renome e vindos de diversos países, conforme se verifica na Agethla ,lo Con!!rc•sso, o que ampl i3 su3 impor tine ia c o caracteri:a como um evento Jc ni vcl interna,· iona I. A distribuição pr~via da Agenda aos Congres sistas que sc inscreveram com 3nt,·c••,lência, facilit3 sohrcm3ncir3 3 progr3maçiio indivi dual Jc sua p3rticipaçiio cm eventos Jc rc3li zaçiio simultiinc3. A Mostt'3 lndustri3l c o Painel Jc nch3tcs Jo Gltimo Ji3 moJific3m um pouc·o o Con!!H' Sso c mcrcc·cm ser dl' St3<'3Jos, bcm como 3 progr3m3ç5o s6cio-cultur31 cm quc se dcve s3licnt ;tt· a prcscnç3 do Cor3l UNICND' c uma visita 30 Ohscrvatório Astronônico de Capr h ·órn i o. Outras noviJaJcs niio foram introJu:iJas dcs- ta vez c s~rio sugerid3s p3ra o VI tais como 3 rc3liz3ç5o Jc Sin~6sios COHDI , Scto- riais entl'l' um COHHI e outro, o uso Jc micro fichas dos Anais e a realizaçio de cursos na semana que antecede ou que sucede 3 realiza ção do Congresso. Esper3ndo que o V COHEM satisfaça , ~a medida do possivel, as espectativas dos congressis tas, desejamos a todos Bm! TRABALHO. OS SECRETÁRIOS i\ I ! The Congkc66 ia held eveky two yeaka in on e o6 the impoktant k e6eakch centek6 o6 Bka:il. To th e pk e 6 en t 6i 6th C o ngke66 abou t two hundlte.d pap ek6 weke aubmitt ed and moke than on e hundk ed and ai xt y weke accepted and inc l uded ú 1 th e Pft ocee. J i ng<~ by the Editokial CouH<~ e l.. The <~tudie<~ ak e pft e<\ented in the 6okm o6 Reaeakch Pap eft6 o6 Technical Papek6. A Rcaeakch Pap e ft6 und ekatuud to be an acad emic ú; v e ati gat io n o 6 a the oH ti cal oft expe!Wnen.ta.l natufte (ok a co mbi nation o6 bothi and nee d nu t t u be ft elated t o exiating indu6tkia l pfta ctic e Oft pkoble m6. A Technical Papek i a ~ el at e d t o a pkactica l inv eatigation o6 an i ndu <~ tkia l pk oblem ok lab okatoky exp ekim ent and ne.ed not i nclud e a theonetical examination o6 the pkobl e.m. o 6 inteknational k eputauon aa well aa t e.chnical ae.aaiona 6ok pk ea entation o6 papeka pektinertt to mechanical eng i ne eking in Bkazil. Pkevioua diatkibution a6 the Pkoceedinga allow the cortgk ei>I>iata to plan theik pakticipation irt activitiea taking place aimultan eoualy. The Indautkial Exhibition and the laat day'a Round Table complet the activiliru, o6 CongkUJ6 .togethek with I>ocial and cultukal pkogkammea including a viait to the Capkicoknio Obaekvatoky and Choku6 o6 UNICAMP. THE SECRETARIES Hernandes, O.S. UNICAMP - (Brasil) solar, trabajos realizados en los ultimas 15 anos" Trab. Tecnológico N9 01 Trab. TecnolÓgico N9 02 Rendeiro, G.; Bastos, L.E.G. de refrigeração solar à absorção" Trab . de Pesquisa N9 02 Suzuki, H. COPPE/UFRJ - (Brasil) Trab. de Pesquisa N9 03 Macedo, I.C. ; Alves, C.L.F. ção na região focal de coletores de parábola com posta" concentração" Ismai 1, K .!I.IL ; 1\anwart, !I. C. : ~1urcia, N. ll t\ ICM11' - ( Br as i 1) "Co l e tor so l a r plano de placa porosa " Trah . Tecnol6gico f\9 04 Cuimariles, !I . S . ; Monteiro , S.N. COI'I'L/lli'RJ - (Brasil) p. 076-08 S ''lle sempenho de c o letores p 1 anos par a absorção de energ ia solar" Trevisan, O.V. ; Macedo, I.C. térmica no estado de São Paulo" p. 086-09S Souza , Z. : Brighenti, D. Santana, C.C : Ismail, K.A.R. co horizontal" Vasseur, P. : Robillard, L. for low Reynolds flow past a particle" p. 115-125 Pimenta, M.M. EP/USP - (Brasil) rugosa com injeção e transferência de calor " Trab. de Pesquisa N9 07 Souza, A.C.~l. Nuclebrás - (Brasil) "Um método de representação de ação de onda no es cape da turbina de um sobrealimentador" p. 136-145 hng, LI.. CTA- (hrasil) cas acrodinimicas de um míssil em v6o mach • 1'' Trah. de Pcsqui sa N9 09 I.oreto, R. "Vortcx Ampl ificr" Elias, A.R. consumpt ion 1; ai r pollution" Tra~. de Pesquisa t\ 9 11 Roehrle, H.P. ~IAIILF - (Germany) Trah. Te cnológico N9 08 Fygueroa. s.s. Universidad de Lo s Andes - (Venezuela) "Estudios sohre la cficiencia volumetrica de un mo tor de gasolina de cuatro tiempos" Trab. Tecnológico N9 09 UNICA~IP- (llrasil) Liu, C.Y. UNICAMP - (Rrasil) tura média" p. 146-151 p. 152-161 p. 162-171 p. 172-183 Ismail. K.!I.R. ; Liu, C.Y . Nebra, S.A. ; Ismail, K.A.R. calor latente" Ismail, K.A.R. ; Hilanez, L.F. Trab. de Pesquisa N9 15 Scieszko, J.L. ; Bastos, L.E.G. volante" Ut\ICMIP - (Brasil) o torque de arraste num volante" Trab. de Pesquisa t\9 16 Díaz , J.S.V. ; Pecl, R.B. , UNICMIP - (Brasil) Luengo, C.A. Giorgetti, M.F. EESC/USP - (Brasil) Trab. de Pesquisa t\ 9 18 Ferreira, V.C.S ; Pereira Filho, H.V. UFRS - (Brasil) "Escoamento turbulento sobre superfícies curvas" !'· 2 ](· - 22 ~ Jl . ~~ ·1-~~ :) Paiva Neto, J.S. ; Souza, G.A.F.H. UNICAMP - (Brasil) "Simulação analógica bi-dimensional contínua tran siente" Trab. Tecnológico Paiva Neto, J.S. UNICANP - (Brasil) N9 13 Trab. de Pesquisa N9 20 Guy, J .J. Trab. TecnolÓgico N9 14 p. 285-293 p. 294-302 p. 303-312 p. 313-322 Santos, F.J. ; Peel, R.B. ; Parini,G. ; Ciampi,G.J.S. Luengo, C .A. ; UNICAMP - (Brasil) ·~ombustio de carvão mineral e combustíveis vege tais em leito fluidizado" Trab. Tecnológico N9 15 France, D.H. ; DeCicco, S.G. Science Applications, Inc. - (USA) Trab. Tecnológico N9 16 Magalhães Filho, P. EFEI - (Brasil) p. 333-342 "Novo parâmetro para confronto de ventiladores de so p:ro livre" Trab. de Pesquisa N9 21 p. 343-349 Ghare, P.M. ; Ghare, S. Virginia Polytechnic Inst. and State Univ. - (Virginia) ''T.ransporte da energia sobre distâncias grandes" I COlle, S. UFSC - (Brasil) A XVI secção transversal de geometria multiplamente co nexa" Trab. de Pesquisa N9 23 Carajilescov, P. PUC/RJ - (Brasil) p. 350-359 p. 360-370 "Heat fl.ux dependence upon geometric deviations of a nuclear fuel rod" Trab. de Pesquisa N9 24 Ferreira, R.T.S. UFSC - (Brasil) e horizontais :comparação de resultados" Trab. Tecnol6gico N9 17 maximun density" University of Lagos - ( Nigfria) "Heat transfer by steady laminar free convection in triangular enclausures" Trab. de Pesquisa N9 25 Fortes, A. F.P. ; Saboya, F.E.~I. ITA - (Bras i 1)' Trab. de Pesquisa N9 26 Fernandes, E.C. Sahoya, F.E.M. "Coeficientes de transferência para o escoamento força do em regime laminar entre placas plana s P! ralei as " p. 410-419 Liu, C.Y. UNICAJ-1P - (Brasil) transition" ATroyo, N.A.R. p. 430-437 p. 438-447 Halász, J.Z. UNICAMP - (Brasil) "Aplicação do conceito de acumulação do frio nos resfriadores de tanque" Trab. de Pesquisa N9 30 Silva Junior, H.C. ; Carajilescov, P. PUC/RJ - (Brasil) flows" Trab. Tecnológico N9 20 Trab. Tecnológico N9 21 p. 456-465 Trab. de Pesquisa N9 31 Pereira Filho, H.V. ; Dutra, J.C.C. UFSC - (Brasil) fícies curvas via viscosidade turbulenta" Trab. de Pesquisa N9 32 Rabenhorst, D.W. Thompson, C.A. ; Sarzeto, C.A.P. IME - (Brasil) ·~rrasto de onda em empenas tipo delta, escoamen to supersônico" p. 495-502 p. 503-514 p. 515-52 ENGENHARIA MECANICA CAIHIUS, 12-13-14 1 IS DEZEMIIO 1979 TRABALHO DE PESQUISA G PRODUCClON DE TRABAJO MECANICO UTILIZANDO ENERGIA SOLAR TRABAJOS REALIZADOS EN LOS ULTIMOS 15 Af\lOS Oscar S. Hernandez Professsor Depto. Engenharia Mecânica Universidade Estadual de Campinas Campinas - São Paulo - Brasil Fueron deducidos los rendimentos de maquinas termicas de Carnot utilizando colectores planos, en base a los re~Jl mentos obtenidos se fijar6n limites de rendim~ntos m~ximos a ser conseguidos utilizando maquinas térmicas solares; para reforzar los resultados obtenidos se recopil6 informa~i6n sobre condiciones de operaci6n y rendimentos obtenido:; cop maquinas termicas de combustible convencional y solares en los ultimas 15 anos. obtidos foram fixados limites de máximos rendimentos a serem conseguidos com máquinas térmicas solares. Para reforça T os resultados foi feita uma recopilação de informação so>re as condições de operação e rendimentos obtidos com mâqui1as tér micas de combustivel convencional e solares nos ~lti~os 15 anos. anos sobre publicaciones en el arca de generación de Energía \ Mecânica. El objetivo primordial perseguido es analizar el estado actual de pesquiza en esta area, resultados obtenidos y posibles tendencias. exponer este trabajo intercamhiar ideas y recibir sugerencia;\ sobre la forma más convencible de enfrentar el problema de obtención de energÍa mecânica (Potencia y trabajo mecânico) i con energía Solar. l I 2. Sistemas utilizados para producir potencia Mecânica I Antes de discutir los sistemas utilizados para producir l potencia mecânica es hueno observar la Figura 1, en la cual se exponen los posibles conversiones directas e indirectas de :os diferentes tipos de fuentes energiticas conocidas, lo cual es un bucn comienzo. Vemos en la Figura 1 que la energía solar puede conver tir:::e "directamente" a energía térmica, energía eléctrica y FIGURA LAS FORMAS COLORIDAS lri1UESTRAN FUENTES HOV EN OlA IMPORTANTES'. LAS LINEAS A TRAZOS MUESTRAN CONVE.RSIONES RARAS, INCIOENTALES O TEORICAS. LAS LINEAS SOLIDAS MUESTRAN FORMAS INTERMEOIAS OE ENERGIA. r----- - - -- -.------..-------, QUI MICA ~ - .. ' SOLAR [ -ft--frl-~---u-1 J- I~ J .i ~ ______ ...rt ___ --- T~RMICA t +---·-· ... ~ MECANICA teóricamente a energia quÍmica; de los tres tipos o formas de conversión directa la que interesa en este estudio es la térmica, que puede a travéz de sistemas térmicos (mas ade lante analizados) convertirse en energia mecánica. La energia mecánica solo puede obterse de forma directa, sea: energia radiante+ energia mecánica, con rendimientos globales del 1\ de acuerdo al trabajo de Beam, Jedlicka [9] por medio de sistemas termo-elásticos, pero la experiencia hecha por estos investigadores [9] probÓ que la relación vólumen sobre potencia es desfavorable a este tipo de con versión. tirla a energia mecánica a travéz de una máquina térmica. El rendimiento de conversión en el mejor de los casos (usando una máquina de Carnot) va a depender del nivel de temperatura de colección (tipo de colector). Howel [2] hizo un estudio sobre temperaturas Óptimas de collección usando colectores planos y una "máquina térmica de Carnot" y consiguió a partir de un balance térm; co en el colector y el rendimiento térmico de Carnot hallar una rela ción entre los parámetros radiante (a) y convectivo (b), y la relación ; resultado mostrado en la fi gura 2, Howel [2] analizó otros ciclos fuera del Carnot como el Stirling, Brayton, Erikson, que son normalmente ciclos que usan gas como fluÍdos de trabajo, faltando solo el aná lÍsis del ciclo Rankine, el cual puede ser hecho de una mane ra similar. Se puede de la figura 2 hacer predicción muy rápida de lo que se puede esperar con cada tipo de colector plano y sobre el limite que existe en rendimiento térmico a lograr, pues es fácil ver que todas las curvas de b=cte son asintót~ cas cuando a+O, es posible predecir que los limites en rend~ mientos térmicos mínimos y máximos esperados utilizando co- I ~~r FIGURA 2. TEMPERATURAS OE COLECCION PARA TA.l. BAJ O M.l.XIMO CON UNA M:.OUINA TERMICA OP C:~ ANDO CON EL CIC .... O ! _b-=~·2!,_~=0 hlçp A B I 'hc:. Co'j r, Qs Ac, OE C ARN 0 1 . A-: A…