FACULDADE ANHANGUERA DE ANÁPOLIS – GO

ENGENHARIA MECÂNICA

Nikael Victor Siqueira Santos 3702598173 Cecil Jonh Rhodes O. Filho 3730713811 Eduardo Santana 3721671334 Vitor Machado Moura 3776771626 Huelton Gonçalves da Silva 1299128882 Lohana Pires Souza de Paula 3715669581

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADAS

MAQUINAS TÉRMICA I

Anápolis

2015

Nikael Victor Siqueira Santos 3702598173 Cecil Jonh Rhodes O. Filho 3730713811 Eduardo Santana 3721671334 Vitor Machado Moura 3776771626 Huelton Gonçalves da Silva 1299128882 Lohana Pires Souza de Paula 3715669581

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADAS

MAQUINAS TÉRMICA I

Atividade prática supervisionadas de

engenharia mecânico apresentado a

faculdade Anhanguera de Anápolis, ao

professor orientado e a turma de engenharia

mecânica do 8ª período, com o objetivo e

meta de alavancar conhecimento.

Orientador: João Bento

Anápolis2015

Dedico a minha família e aos meus amigos pela paciência, apoio e motivação

AGRADECIMENTOS

A todos que colaboraram direta ou indiretamente na elaboração deste

Trabalho, o meu reconhecimento.

Ao Professor João Bento, pelo estímulo, dedicação e atenção.

LISTA DE FIGURA

FIGURA 1- COMPRESSOR DE FLUXO AXIAL......................................................................6

FIGURA 2-DIAGRAMA DE VELOCIDADES...........................................................................6

SUMARIO

PASSO 1...........................................................................................................6

PASSO 2...........................................................................................................6

PASSO 3...........................................................................................................7

Determinar a forma do rotor e do estator de um compressor....................7

PASSO 4...........................................................................................................7

MEMORIAL DE CÁLCULO...................................................................................8

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PASSO 1

Ler atentamente o capítulo 10 do livro de MORAN, M. J. et al. Introdução à

Engenharia de Sistemas Térmicos. Rio de Janeiro: LTC, 2005.

PASSO 2

Construir o diagrama de velocidades para um estágio de compressor de fluxo

axial.

Figura 1- Compressor de fluxo axial

Diagrama de velocidades para um estágio de compressor de fluxo axial

Figura 2-Diagrama de velocidades

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PASSO 3

Determinar a forma do rotor e do estator de um compressor.

Os compressores de fluxo axial são aqueles em que o escoamento acontece na

direção do eixo do rotor. O estator têm por missão frear o escoamento e

transformando a energia cinética em energia de estagnação

PASSO 4

Fazer um resumo em papel A4, contendo os nomes e RAs dos alunos, a série, a

disciplina, a data e o nome do professor.

Ar a 101,3 kPa e 288 K entra num estágio de um compressor de fluxo axial

com uma velocidade de 170 m/s. O rotor tem um diâmetro de 66 cm até a ponta das

palhetas (“tip diameter”) e de 45,7 cm até a base das palhetas (“hub diameter”) e

uma rotação a 8.000 rpm. O ar entra no rotor e deixa o estator em direção axial, com

o mesmo valor de velocidade e raio na entrada e na saída.

O ar sofre um giro 15° quando passa pelo rotor. O ar entra e sai das palhetas

em ângulo igual ao das palhetas. Construir o diagrama de velocidades para esse

estágio, determinar a forma do rotor e do estator (ângulo das palhetas), calcular o

fluxo mássico e a potência requerida no estágio, o aumento da pressão de

estagnação, supondo um processo isentrópico ideal, o número de Mach na entrada

e na saída e o grau de reação do estágio.

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Resumo dos Dados:

Memorial de Cálculo

Determinar a forma do ângulo das palhetas rotor (α1 e β1) e do ângulo das palhetas

estator (α2 e β2).

Cálculo da velocidade do raio

U = →U= 276,4 m/s

Cálculo da velocidade do raio médio

U=   → U= → U= 233,8 m/s

Calculando w1

W1=    →  W1=      →    W1= 289 m/s

Calculando β1

(Obs* Vax1=Vax2= V=170 m/s)

tg=   →  β1= arctg .. →..β1= 36°

Determinar a forma do ângulo das palhetas estator (α2 e β2)

Calculando α2

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Saída do rotor (considerando giro de 15 graus do ar) Para velocidade axial

constante.

Forma do rotor e estator (ângulo das palhetas)

O valor do ângulo é de 15º, pois é este ângulo da palheta determina o ângulo do giro

que o ar sofre depois que sai do rotor.

ϖ →    ϖ →    ϖ = 837,76 Rad/s

Cálculo do fluxo mássico

Vme = Ae →    Ae  →    Ae = 0,164 m²

M = Vme . Ƥ. Ae → M = 170. 1,165 . 0,164 → M = 4,60 Kg/s

Cálculo da potência requerida

W = - M. Us = = > U2 = => U2 = 276,461 m

W = - 4,60  →  W = - 351,58 K

Cálculo do aumento da pressão de estagnação

Cálculo do número de Mach

Número de Mach é uma grandeza adimensional definida pela relação entre a

velocidade (C) desse escoamento e a velocidade do som no meio (Cs).

Onde:

X: relação adimensional cp / cv (calor específico com pressão constante / calor

específico com volume constante);

Rgas: constante do gás, onde R é a constante universal, cerca de 8,315 J/(K mol);

T: temperatura absoluta em Kelvin;

Encontrando o valor de cp e cv para a temperatura do gás de 288K através de

interpolação dos valores de cp e cv para temperaturas de 250K e 300K encontradas

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em tabelas termodinâmicas.

Substituindo o valor de Cs encontrado para cálculo de número de Mach.

Para efeito de enquadramento, esta velocidade é considerada supersônica.