UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN DEPARTAMENTO ACADMICO DE ELETRNICA DEPARTAMENTO ACADMICO DE MECNICA

CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM MECATRNICA INDUSTRIAL

LUIZ GUILHERME BREDA DUARTE MARCEL TOLEDO

THIAGO WESLLEY DE OLIVEIRA

CONVERSO DE ENERGIA TRMICA EM ENERGIA ELTRICA UTILIZANDO MOTOR STIRLING

TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO

CURITIBA 2013

LUIZ GUILHERME BREDA DUARTE MARCEL TOLEDO

THIAGO WESLLEY DE OLIVEIRA

CONVERSO DE ENERGIA TRMICA EM ENERGIA ELTRICA UTILIZANDO MOTOR STIRLING

Trabalho de Concluso de Curso de graduao, apresentado disciplina de Trabalho de Diplomao, do Curso Superior de Tecnologia em Mecatrnica Industrial dos Departamentos Acadmicos de Eletrnica e Mecnica da Universidade Tecnolgica Federal do Paran UTFPR, como requisito parcial para obteno do ttulo de Tecnlogo. Orientador: Prof. Dr. Rubens Alexandre de Faria

CURITIBA 2013

LUIZ GUILHERME BREDA DUARTE MARCEL TOLEDO

THIAGO WESLLEY DE OLIVEIRA

CONVERSO DE ENERGIA TRMICA EM ENERGIA ELTRICA UTILIZANDO MOTOR STIRLING

Este trabalho de concluso de curso foi apresentado no dia 20 de maro de 2013, como requisito parcial para obteno do ttulo de Tecnlogo em Mecatrnica Industrial, outorgado pela Universidade Tecnolgica Federal do Paran. Os alunos foram arguidos pela Banca Examinadora composta pelos professores abaixo assinados. Aps deliberao, a Banca Examinadora considerou o trabalho aprovado.

______________________________ Prof. Dr. Milton Luiz Polli Coordenador de Curso

Departamento Acadmico de Mecnica

______________________________ Prof. Dr. Dcio Estevo do Nascimento

Responsvel pela Atividade de Trabalho de Concluso de Curso

BANCA EXAMINADORA

Curitiba, 20 de maro de 2013 _____________________________ __________________________ Prof. Edenilson Wichinescki Prof. Zely da Conceio UTFPR UTFPR _______________________________

Prof. Dr. Rubens Alexandre de Faria Orientador - UTFPR

A Folha de Aprovao assinada encontra-se na Coordenao do Curso

Aos nossos pais, que de forma to carinhosa contriburam para o desenvolvimento deste trabalho, sempre incentivando e investindo seu tempo a fim compartilhar suas experincias conosco.

AGRADECIMENTOS

A Deus por proporcionar grandes oportunidades em nossas vidas, nos concedendo sua beno e iluminando nossos caminhos e mentes para alcanarmos mais uma conquista. Ao nosso Orientador, Prof. Dr. Rubens Alexandre de Faria, pelos ensinamentos to valiosos, pacincia e dedicao. Ao Professor MSc. Christian Strobel e ao Tcnico Mecnico Adriano, pelos trabalhos realizados em conjunto durante o desenvolvimento do prottipo. Aos irmos e pessoas especiais, Mayara Breda Duarte, Tatiane Toledo, David Willian de Oliveira, Tuanny Hellen de Oliveira, Jssica Melo, Letcia Moreira e Manuella L. Pereira, pelo companheirismo, amizade, colaborao e conforto nos momentos de dificuldade. A Universidade Tecnolgica Federal do Paran, representada pelos seus Professores e Funcionrios, pela oportunidade de utilizar os recursos ali disponibilizados a fim de permitir a realizao deste trabalho.

RESUMO

DUARTE, Luiz G. B.; TOLEDO; Marcel; OLIVEIRA; Thiago W. Converso de Energia Trmica em Energia Eltrica utilizando Motor Stirling, 2013. 56 f. Trabalho de Concluso de Curso (Curso Superior em Tecnologia em Mecatrnica Industrial), Departamentos Acadmicos de Eletrnica e Mecnica, Universidade Tecnolgica Federal do Paran. Curitiba, 2013. Analisando o cenrio mundial, nota-se que o desenvolvimento est diretamente ligado a oferta de energia. Porm, a medida que se avana na busca por fontes energticas, enfrenta-se a delicada questo de preservao ambiental. O desenvolvimento de tecnologias capazes de preservar os recursos naturais um dos principais desafios da engenharia. Este trabalho se insere neste contexto, pois apresenta um prottipo capaz de gerar energia eltrica, a partir de qualquer sistema em que haja energia calorfica sendo dissipada. Considerando uma cmara de combusto pr-definida, foram avaliadas as caractersticas fsicas do mesmo para posteriormente modelar, detalhar e fabricar o prottipo. O motor foi testado com o objetivo de comprovar na prtica a sua funcionalidade e, atravs da anlise do seu rendimento, foi possvel certificar sua viabilidade como soluo para a gerao de energia eltrica. Palavras-chave: Motor de Stirling. Gerao de Energia. Anlise de Rendimento. Motor Gama. Motor de Combusto Externa.

ABSTRACT

DUARTE, Luiz G. B.; TOLEDO; Marcel; OLIVEIRA; Thiago W. Conversion of Thermal Energy to Electrical Energy using Stirling Engine. 2013, 56 f. Trabalho de Concluso de Curso (Curso Superior em Tecnologia em Mecatrnica Industrial), Departamentos Acadmicos de Eletrnica e Mecnica, Universidade Tecnolgica Federal do Paran. Curitiba, 2013. Analysing the world situation, its noted that the development is linked to the energy offer. Although, along with the search for energy sources, is necessary to deal with the environmental preservation. The development of technologies able to preserve the natural resources is one of the main challenges that engineering is facing. This paper presents a prototype able to produce electrical energy, using any system that has thermic energy being dissipated. With a pre-establish combustion chamber, the engine's physical characteristics were analyzed in order to project the prototype. The engine was tested due to comprove its functionality. The efficiency could be analyzed in order to certified it's viability as solution for electrical energy generation as a non-pollution process. Keywords: Stirling Engine. Electrical Energy Generation. Efficiency Analysis, Gama Engine. External Combustion Engine.

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 - MODELO ORIGINAL POR ROBERT STIRLING ................................... 10 FIGURA 2 - CICLO DE CARNOT .............................................................................. 19 FIGURA 3 - CICLO STIRLING .................................................................................. 20 FIGURA 4 - PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO DO MOTOR TIPO ALFA .............. 21 FIGURA 5 - PRINCPIO DE TRABALHO DO MOTOR STIRLING TIPO BETA ........ 23 FIGURA 6 PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO DO MOTOR TIPO GAMA ............ 24 FIGURA 7 ESBOO DO MOTOR TIPO GAMA ..................................................... 26 FIGURA 8 CMARA DE EXPANSO .................................................................... 27 FIGURA 9 CMARA DE COMPRESSO .............................................................. 28 FIGURA 10 EIXO DE TRANSMISSO .................................................................. 28 FIGURA 11 BASE DE APOIO ................................................................................ 29 FIGURA 12 PROTTIPO DO MOTOR STIRLING ................................................. 29 FIGURA 13 BASE DE APOIO REVISADA ............................................................. 34 FIGURA 14 EIXO DE TRANSMISSO REVISADA ............................................... 34 FIGURA 15 PROTTIPO DO MOTOR REVISADO ............................................... 35 FIGURA 16 - TABELA DE PODER CALORFICO DOS GASES .............................. 38 FIGURA 17 ESQUEMA ELTRICO PARA MEDIO ........................................... 39 FIGURA 18 MEDIO DA TENSO NO RESISTOR ............................................ 40

LISTA DE FOTOGRAFIAS

FOTOGRAFIA 1 MOTOR ORIGINAL POR JOHN ERICSSON .............................. 17 FOTOGRAFIA 2 - MOTOR STIRLING PHILIPS MP1002CA DE 1951 ..................... 18 FOTOGRAFIA 3 - PR-MONTAGEM DO MOTOR STIRLING ................................. 30 FOTOGRAFIA 4 TESTE DO NOVO PROTTIPO ................................................. 36 FOTOGRAFIA 6 PESAGEM APS 60 SEGUNDOS ............................................. 38 FOTOGRAFIA 5 PESAGEM INICIAL ..................................................................... 38 FOTOGRAFIA 6 PESAGEM APS 60 SEGUNDOS ............................................. 38

SUMRIO

1 INTRODUO .....................................................................................................................................10

1.1 PROBLEMA ................................................................................................................................11 1.2 JUSTIFICATIVA ..........................................................................................................................12 1.3 OBJETIVOS ................................................................................................................................12 1.3.1 Objetivo Geral .........................................................................................................................12 1.3.2 Objetivos Especficos .............................................................................................................13 1.4 METODOLOGIA .........................................................................................................................13 1.4.1. Levantamento de Dados .......................................................................................................13 1.4.2. Projeto do Motor .....................................................................................................................13 1.4.3. Fabricao do Motor ..............................................................................................................14 1.4.4. Testes e Anlise de Resultados ...........................................................................................14 1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO ..................................................................................................14 2 REVISO DE LITERATURA ..............................................................................................................16

2.1. MOTOR STIRLING .....................................................................................................................16 2.1.1. Histrico ..................................................................................................................................17 2.1.2. Ciclo Termodinmico de Carnot ...........................................................................................19 2.1.3. Princpio de Funcionamento .................................................................................................20 2.1.4. Tipos de Motores ...................................................................................................................21 2.1.4.1. Tipo alfa ..................................................................................................................................21 2.1.4.2. Tipo beta .................................................................................................................................22 2.1.4.3. Tipo gama ...............................................................................................................................24 3 DESENVOLVIMENTO DO PROJETO ..............................................................................................26

3.1 DEFINIO DO MODELO PRTICO .......................................................................................26 3.2 MODELAMENTO E DETALHAMENTO DO PROTTIPO.......................................................27 3.3 FABRICAO DO PROTTIPO ...............................................................................................30

4 TESTES E RESULTADOS .................................................................................................................32

4.1 DESCRIO DA BANCADA DE ENSAIOS ..............................................................................32 4.2 ANLISE DO PROTTIPO........................................................................................................32 4.2.1 Anlise do Projeto Inicial ........................................................................................................32 4.2.2 Melhoria de Projeto e Anlise ................................................................................................33 4.3 EFICINCIA DO PROTTIPO ..................................................................................................36 4.3.1 Clculo da Potncia Trmica do Maarico de Butano .........................................................37 4.3.2 Medio dos parmetros para Clculo da Potncia Fornecida atravs do Motor DC ......39 4.3.3 Rendimento do Sistema .........................................................................................................41

5 CONSIDERAES FINAIS ...............................................................................................................42

5.1. CONCLUSO .............................................................................................................................42 5.2. PERSPECTIVA DE TRABALHOS FUTUROS ..........................................................................43 REFERNCIAS ............................................................................................................................................44

APNDICES A MONTAGEM FINAL DO MOTOR STIRLING ..............................................................46 APNDICES B BASE PRINCIPAL .........................................................................................................47

APNDICES C CMARA DE EXPANSO ............................................................................................48

APNDICES D CMARA DE RESFRIAMENTO ...................................................................................49 APNDICES E TUBO DE CONEXO ....................................................................................................50

APNDICES F PISTO DE EXPANSO ...............................................................................................51

APNDICES G PISTO DE RESFRIAMENTO .....................................................................................52 APNDICES H HASTE DE TRANSMISSO .........................................................................................53

APNDICES I DISCO DE TRANSMISSO ............................................................................................54 APNDICES J POLIA ..............................................................................................................................55

APNDICES K EIXO DE TRANSMISSO .............................................................................................56

10

1 INTRODUO

O consumo crescente de energia criou uma nova barreira para o

desenvolvimento tecnolgico. Com o aumento das discusses em torno dos

impactos ambientais decorrentes da utilizao das fontes convencionais de gerao

de energia, necessrio buscar processos capazes de aliar o mximo

aproveitamento dos recursos disponibilizados e desenvolvimento sustentvel.

Conforme apresentado por Barros (2005, p.33), Com a crise energtica ocorrida em 2001, devido aos baixos nveis dos reservatrios de gua das principais centrais hidreltricas do pas, o governo passou a incentivar outras formas de gerao eltrica, tais como as centrais termeltricas, e alem disso as fontes alternativas de gerao de energia, compreendendo a chamada energia renovvel, sendo criados programas, como o PROINFA Programa de Incentivo s Fontes Alternativas de Energia Eltrica.

Com isto, o aproveitamento de energia dissipada de outros processos, bem

como a otimizao do gerenciamento dos recursos naturais, torna atrativa a

possibilidade da utilizao do motor de Stirling na gerao de energia eltrica. Esta

tecnologia foi desenvolvida e apresentada pelo escocs Robert Stirling em 1816 com

o objetivo de substituir os motores a vapor (BARROS, 2005, p. 23). A figura (1)

ilustra o motor desenvolvido por Robert Stirling.

Figura 1 - Modelo original por Robert Stirling Fonte: Barros (2005, p. 24)

11

Ao realizar um estudo aprofundado do seu funcionamento, rendimento e

capacidade de se agregar a outros sistemas, observa-se que, por se tratar de um

sistema que trabalha a partir da energia calorfica, sua aplicabilidade se torna vasta.

Existem atividades humanas que tm por caracterstica gerar algum tipo de

impacto negativo para o meio ambiente. A obteno de energia eltrica a partir das

usinas hidreltricas, no foge a regra.

De acordo com a Conservao Internacional Brasil (2010), A hidreltrica de Belo Monte prope o barramento do rio Xingu com a construo de dois canais que desviaro o leito original do rio, com escavaes da ordem de grandeza comparveis ao canal do Panam (200 milhes m3) e rea de alagamento de 516 km2, o equivalente a um tero da cidade de So Paulo.

Como apresentado, a concepo de matrizes energticas baseadas em

grandes empreendimentos que por consequncia afetam de maneira negativa

determinados territrios vem sendo muito discutidas, portanto o que se prope como

possvel soluo consiste na gerao de energia a partir de meios diversos e

descentralizados.

comum o desenvolvimento de novas tecnologias conforme as

necessidades, neste mbito os motores de Stirling podem ser um resgate do

passado adaptado s necessidades do presente. Baseado nisto, a utilizao dos

mesmos para a gerao de energia eltrica, pode ser uma sada sustentvel capaz

de suprir a demanda energtica gerada pelo crescimento global.

1.1 PROBLEMA

Macedo (2002) expe que o desenvolvimento est diretamente ligado oferta

de energia. Porm, medida que se avana na busca por fontes energticas,

enfrenta-se a delicada questo de preservao ambiental.

12

A emisso de gases poluentes provenientes das usinas termoeltricas e

utilizao dos motores a combusto interna, bem como os impactos negativos

resultantes da implantao de usinas hidreltricas (alagamento de reas produtivas,

desequilbrio dos ecossistemas, etc), so um estmulo para a busca por fontes

energticas de menor escala, bem como no poluentes ou com impactos ambientais

mnimos, por serem capazes de se adaptar aos recursos j existentes e no

aproveitados.

Neste mbito, o motor de Stirling se enquadra perfeitamente, pois capaz de

aproveitar o calor proveniente de inmeras fontes trmicas.

1.2 JUSTIFICATIVA

O desenvolvimento de tecnologias capazes de preservar os recursos naturais

um dos principais desafios da engenharia. Este trabalho se insere neste contexto,

pois, ao utilizar um motor de Stirling para gerao de energia eltrica, sabe-se que o

mesmo pode ser adaptado em qualquer sistema em que haja energia calorfica

sendo dissipada. Portanto, a principal justificativa do trabalho demonstrar a

capacidade de seu uso como uma fonte co-geradora de energia eltrica.

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objetivo Geral

O objetivo geral deste trabalho construir uma planta capaz de converter

energia trmica em energia eltrica, utilizando motor Stirling.

13

1.3.2 Objetivos Especficos

x Gerar as especificaes tcnicas de um prottipo de converso de energia trmica em energia eltrica.

x Projetar em sistema de CAD-3D a concepo escolhida. x Realizar a simulao virtual do sistema. x Fabricar o prottipo. x Testar o prottipo. x Analisar os resultados.

1.4 METODOLOGIA

1.4.1. Levantamento de Dados

Primeiramente sero analisadas as mais diversas bibliografias existentes, a

fim de determinar qual o modelo de motor Stirling mais apropriado para o

desenvolvimento do modelo prtico. Tambm ser necessrio realizar o

levantamento dos parmetros de input (quantidade de calor, volume de trabalho do

motor, potncia mecnica terica na sada do motor) para dar incio ao projeto do

motor.

1.4.2. Projeto do Motor

Nesta etapa ser concebido o modelo tridimensional do motor, de forma a

permitir, que o mesmo seja detalhado para que na sequncia seja executada a

fabricao.

14

A escolha do motor eltrico do tipo DC ser definida a partir dos valores

encontrados na medida da potncia mecnica do motor.

1.4.3. Fabricao do Motor

A fim de permitir um melhor rendimento e durabilidade, sero utilizados

materiais que aliam uma boa resistncia mecnica, boa usinabilidade e um baixo

coeficiente de condutividade trmica (a exceo do regenerador). Tratando-se de

um modelo didtico, conveniente que se opte por um motor de pequena escala.

1.4.4. Testes e Anlise de Resultados

Aps a concluso de todos os processos anteriormente citados, ser possvel

realizar a medio dos resultados gerados pelo modelo prtico e compar-lo com o

modelo terico a fim de determinar uma razo entre os mesmos.

1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO

O desenvolvimento deste trabalho segue as etapas descritas a seguir:

1. Introduo

2. Reviso de literatura

3. Definio do Problema

4. Desenvolvimento do Projeto

5. Implementao e Anlise

6. Concluso

7. Referncias Bibliogrficas

15

8. Anexos

O mesmo foi estruturado de maneira a facilitar a compreenso e anlise do

assunto. O captulo 1 - Introduo, descreve superficialmente o assunto abordado,

constando de justificativa, objetivos geral e especfico alm dos resultados

esperados.

O captulo 2 - Reviso de literatura - tem como objetivo abordar os assuntos

tratados no trabalho, alm de citaes a respeito de componentes utilizados no

projeto.

No captulo 3 - Definio do Problema - necessria uma avaliao

minuciosa a fim de listar os pontos principais que devem ser seguidos com o objetivo

de atingir os resultados esperados.

O desenvolvimento do projeto, captulo 4, apresenta de forma detalhada todos

os passos percorridos durante a realizao do mesmo.

A anlise dos resultados alcanados a partir do prottipo desenvolvido pode

ser visualizada no captulo 5.

E o captulo 6 - Concluso, conta com as concluses obtidas tanto do

experimento, quando de todo o trabalho, em virtude do desenvolvimento do mesmo.

16

2 REVISO DE LITERATURA

2.1. MOTOR STIRLING

Ao longo dos anos, vrios estudos tm sido realizados a fim de investigar o

comportamento dos diferentes tipos de motores Stirling. Ao analisar os trabalhos

desenvolvidos, fica evidente que a simplicidade, rendimento e segurana dos

mesmos, so pontos de grande interesse entre os autores. Inmeros experimentos

tm procurado desenvolver alternativas para a co-gerao de energia a partir da

utilizao dos motores Striling.

Silva (2001, p.15) apresenta uma maneira de fabricar um motor de Stirling, a

partir dos princpios de expanso do mbolo com ar quente e de compresso do

contra mbolo com ar frio. Para sua fabricao foram utilizados componentes

facilmente encontrados no dia-a-dia. Por fim analisa os pontos fortes e os pontos

fracos do projeto, indicando, os erros e as medidas tomadas para as correes,

totais ou parciais.

Roxo (2007, p.11) desenvolveu um projeto de coletores solares de disco

parablico, os quais geram energia eltrica a partir de um motor Stirling ligado a um

gerador. Este projeto serve como base metodolgica para a confeco de uma

planilha que generaliza o mtodo de clculo e permite obter o dimensionamento dos

equipamentos em questo para qualquer demanda de potncia eltrica, bem como

para qualquer irradiao solar mdia local. Por fim, realiza-se uma anlise de

viabilidade econmica dos equipamentos.

Rossetin et al. (2010, p. 89) apresentam uma planilha de clculo, em excel,

capaz de simular atravs da teoria, a potncia e eficincia dos motores de Stirling.

17

2.1.1. Histrico De acordo com Barros (2005), durante a Revoluo Industrial as mquinas a

vapor surgiram como uma das principais responsveis pelo desenvolvimento do

processo produtivo. No entanto, sua aplicao esbarrava nas limitaes tecnolgicas

da poca. A fim de contornar este obstculo, em 1816, Robert Stirling prope a

utilizao de um novo conceito de Motor de ciclo fechado.

Conforme apresentado por Finkelstein e Organ (2001 apud BARROS, 2005,

p.22), Em motores de ciclo fechado, enquanto o fluido de trabalho aquecida em uma parte do motor, em outra parte, este mesmo fluido pode ser simultaneamente resfriado. Portanto, o processo no simples de ser entendido. A inveno de um motor de combusto externa de ciclo fechado por Robert Stirling em 1816 foi provavelmente uma das mais espetaculares invenes feitas pelo homem. Este esteve to avanado cientificamente na poca que pelo menos 30 anos se passaram sem quem ningum pudesse entender o funcionamento do motor por completo.

Hirata (1995 apud BARROS, 2005, p.23) descreve que, O auge na produo de motores Stirling ocorreu graas ao John Ericsson, um engenheiro e inventor sueco. Ele obteve sucesso fabricando um motor Stirling prtico, sendo vendidos umas 2000 unidades, numa faixa entre 0,5 a 5 hp, por volta de 1850 na Inglaterra e nos Estados Unidos.

O primeiro motor desenvolvido por John Ericsson pode ser visualizado na

fotografia (1).

Fotografia 1 Motor original por John Ericsson Fonte: Stirling Engines (2012)

18

Depois disso, vrios motores Stirling foram feitos com maiores potncias e

eficincias. Entretanto, a capacidade dos motores produzidos neste perodo eram

inferiores se comparados aos motores Otto e Diesel. O motor Otto foi inventado em

1877 e o motor diesel em 1893 (HIRATA, 1995).

Barros (2005 apud MARTINI, 1983, p.23) expe que por muitos anos durante

o ltimo sculo, os motores Stirling ocuparam um papel relativamente pouco

importante entre os tipos de motores usados durante este perodo. So geralmente

chamados de motor a ar e so caracterizados pela alta confiabilidade e segurana,

porm baixa potncia especifica. Quando comparados com outras mquinas,

perdiam na relao US$/hp. Na dcada de 30, pesquisadores da Philips Company,

na Holanda, reconheceram vrias possibilidades neste antigo motor, e perceberam

que modernas tcnicas de engenharia poderiam ser aplicadas, conforme

apresentado na fotografia (2). Desde ento, esta companhia tem investido milhes

de dlares, criando uma posio de destaque na tecnologia de motores Stirling. Os

desenvolvimentos realizados geraram motores com bom funcionamento, silenciosos,

com elevada eficincia e possibilidade de usar qualquer fonte de calor.

Fotografia 2 - Motor Stirling Philips MP1002CA de 1951 Fonte: Deutsches Museum (2012)

19

2.1.2. Ciclo Termodinmico de Carnot

Idealizado pelo engenheiro francs Sadi Carnot, a mquina de Carnot

estabelece o limite terico mximo de rendimento das mquinas trmicas. O

rendimento de um motor ideal, baseado neste ciclo, o mximo que uma mquina

trmica trabalhando entre dadas temperaturas de fonte quente e fonte fria poderia

alcanar (ROSSETIN et al, 2010, p. 17).

Funcionando entre duas transformaes isotrmicas e duas adiabticas

alternadamente, permite menor perda de energia (calor) para o meio externo (fonte

fria).

A figura (2) representa o funcionamento do Ciclo Termodinmico de Carnot,

com suas diversas fases.

Figura 2 - Ciclo de Carnot Fonte: Rossetin et al. (2010, p. 18)

Onde:

1 Expanso isotrmica (troca de calor com fonte quente)

2 Expanso adiabtica (sem troca de calor com o meio externo)

3 Compresso isotrmica (calor rejeitado)

4 Compresso isotrmica (sem troca de calor com o meio externo)

20

2.1.3. Princpio de Funcionamento

Como dito anteriormente, a mquina de Carnot apresenta um ciclo ideal, onde

a energia do processo de aquecimento do fluido , em teoria, totalmente

transformado em trabalho, no entanto, seu desenvolvimento prtico no foi possvel.

Neste sentido, esta foi a referncia utilizada para se desenvolver o ciclo

Stirling, conforme apresentado na figura (3) e, por consequncia, criar o motor

Stirling.

Figura 3 - Ciclo Stirling Fonte: Rossetin et al. (2010, p. 18)

Rossetin et al. (2005, p. 75) descrevem que ao contrrio dos motores

convencionais (combusto interna), o motor Stirling se caracteriza por gerar potncia

a partir do aquecimento e resfriamento do gs de trabalho, presente no interior do

motor, atravs de um agente de combusto externa. Este gs de trabalho

deslocado da parte fria para a parte quente, e vice-versa, atravs da movimentao

dos pistes, que somado a variao da sua temperatura e alterao de presso,

gera fora aos mesmos e por consequncia transmitem potncia ao eixo.

Silva (2001, p.4) apresenta a lei dos gases ideais conforme equao (1):

PV = nRT, (1)

Onde: T - temperatura

P - presso

21

V - volume

n - nmero de mols

R - constante universal dos gases

Ou seja, todo ciclo termodinmico envolve transformaes com a variao de

uma destas trs grandezas fundamentais dos gases.

2.1.4. Tipos de Motores

Barrros (2005, p.28) descreve que os motores Stirling so diferenciados pelo

nmero e forma como os pistes esto dispostos. Neste sentido, existem

basicamente trs tipos de motores:

2.1.4.1. Tipo alfa

O motor Stirling tipo Alfa, conforme figura (4), caracteriza-se pela defasagem

em 90 entre os pistes de compresso e de expanso.

Figura 4 - Princpio de Funcionamento do Motor Tipo Alfa Fonte: Barros (2005, p. 31)

22

Portanto:

1 para 2 - Compresso Isotrmica: Nesta etapa, tanto o pisto de compresso

quanto o de expanso deslocam-se para cima, comprimindo o fluido de trabalho, ao

mesmo tempo em que o calor rejeitado para o sistema de resfriamento, mantendo

a temperatura constante;

2 para 3 - Aquecimento a volume constante: O pisto de compresso atinge seu

ponto mximo superior, o tempo que o pisto de expanso se movimenta para

baixo. Desta maneira, o fluido de trabalho passa para o espao de expanso, sendo

aquecido pela fonte externa e, por consequncia, aumentando a presso;

3 para 4 - Expanso Isotrmica: Tanto o pisto de compresso quanto o de

expanso, se movem para baixo, expandindo o fluido e realizando trabalho a

temperatura constante. Durante a expanso, o gs de trabalho recebe calor da fonte

externa;

4 para 1 - Rejeio de calor a volume constante: O pisto de compresso atinge seu

ponto mximo inferior, enquanto o pisto de expanso se movimenta para cima.

2.1.4.2. Tipo beta

O motor Stirling tipo Beta trabalha seguindo o ciclo ilustrado na figura (5):

23

Figura 5 - Princpio de trabalho do Motor Stirling Tipo Beta Fonte: Barros (2005, p. 29)

Pois:

1 para 2 - O pisto de trabalho movimenta-se para a esquerda ao mesmo tempo em

que o gs resfriado atravs do circuito de gua de resfriamento. Desta maneira,

ocorre a compresso do gs de trabalho a temperatura constante;

2 para 3 - O pisto de deslocamento movimenta-se para a direita, fazendo com que

o gs desloque-se para a rea de volume quente, onde o mesmo aquecido por

uma fonte externa, aumentando sua presso. No entanto, vale ressaltar que o

volume nesse processo constante;

3 para 4 - Devido a expanso do gs de trabalho, ambos os pistes movimentam

para a direita. Durante a expanso, a temperatura se mantm constante;

4 para 1 - O pisto de deslocamento movimenta-se para a esquerda, fazendo com

que o gs desloque-se para a rea de volume frio, onde o mesmo resfriado pela

gua. Apesar de a presso retornar ao seu valor inicial, importante notar que o

volume se mantm constante.

24

2.1.4.3. Tipo gama

O princpio de funcionamento do motor Stirling do tipo Gama est baseado na

seqncia apresentada na figura (6):

Figura 6 Princpio de Funcionamento do Motor Tipo Gama Fonte: Barros (2005, p. 30)

Onde:

1 para 2 - Compresso Isotrmica: O pisto de trabalho movimenta-se para cima,

comprimindo o fluido de trabalho, ao mesmo tempo em que rejeita calor para o

sistema de resfriamento de forma a manter a temperatura constante;

2 para 3 - Aquecimento a volume constante: Movimentando-se para baixo, o pisto

de trabalho faz com que fluido de trabalho se desloque para o espao de expanso,

recebendo calor e, por consequncia, elevado a presso;

3 para 4 - Expanso Isotrmica: A partir do aumento da presso, o gs de trabalho

se expande, movimentando o pisto para baixo, de forma a realizar trabalho. Esta

etapa acontece a temperatura constante, ao mesmo tempo em que o gs de

trabalho recebe calor da fonte externa;

25

4 para 1 - Rejeio de calor a volume constante: O pisto de deslocamento

movimenta-se para cima, forando a passagem do fluido de trabalho espao de

compresso. O calor rejeitado para o sistema de resfriamento, reduzindo a

presso at a condio inicial.

26

3 DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

3.1 DEFINIO DO MODELO PRTICO

A partir das bibliografias existentes, foi possvel traar um comparativo entre

os tipos de Motor Stirling. Ao analisar as vantagens e desvantagens decorrentes do

seu princpio construtivo e funcionamento, optou-se por utilizar o modelo do tipo

Gama. Similar ao motor Beta, porm, com a caracterstica de possuir o pisto de

trabalho montado em outro cilindro, o motor Gama apresenta o arranjo mais simples

de ser fabricado. Esta simplicidade fica evidente ao se comparar o mesmo ao motor

do tipo Alfa, que necessita de elementos de vedao em ambos os pistes, o que

requer uma maior preciso de usinagem.

A figura (7) apresenta a concepo do motor escolhido para o prottipo..

Figura 7 Esboo do Motor Tipo Gama Fonte: Autoria Prpria

27

3.2 MODELAMENTO E DETALHAMENTO DO PROTTIPO

O Motor Stirling do Tipo Gama composto basicamente pelos itens descritos

abaixo. Para realizar o modelamento das partes, foi utilizado o software 3D

SolidWorks 2011.

Sendo:

x Regenerador - Composto basicamente por aletas de metal, o mesmo atua como um trocador de calor (gs de trabalho), aumentando o rendimento do

motor, de forma a deixar seu ciclo mais prximo do terico.

x Cmara de Expanso Responsvel por realizar a expanso do gs de trabalho, a mesma composta essencialmente por uma cavidade e um pisto

de trabalho, sendo que este ligado ao disco de transmisso de torque.

x Cmara de Compresso Tendo por funo realizar a compresso do gs de trabalho, a mesma composta essencialmente por uma cavidade e um pisto

de compresso, sendo que este ligado ao disco de transmisso de torque.

x Eixo de Transmisso Interliga os pistes presentes nas cmaras citadas anteriormente, bem como transmite o torque ao motor DC.

O detalhamento do motor est diretamente atrelado definio do volume da

cmara de expanso. Tendo em vista a disponibilidade de uma cmara j fabricada,

apresentada na figura (8), todo o restante do projeto foi dimensionado considerando

as medidas da mesma.

Figura 8 Cmara de Expanso Fonte: Autoria Prpria

28

O dimensionamento da cmara de compresso est baseado no curso do

pisto de trabalho presente na cmara de expanso. Desta maneira chegou-se ao

modelo apresentado na figura (9).

Figura 9 Cmara de Compresso Fonte: Autoria Prpria

O eixo de transmisso consiste basicamente em uma barra redonda. Com o

objetivo de integrar os dois pistes, foram adaptados discos de transmisso ao

mesmo, conforme figura (10).

Figura 10 Eixo de Transmisso Fonte: Autoria Prpria

29

Todo o sistema ser apoiado sobre uma base metlica, apresentado na figura

(11), com furos passantes de 6mm de dimetro para fixao do eixo de transmisso.

Figura 11 Base de Apoio Fonte: Autoria Prpria

Como resultado do modelamento descrito acima, possvel realizar a

montagem dos componentes, figura (12) e realizar a simulao em ambiente virtual,

a fim de certificar a correta montagem e funcionamento do prottipo.

Figura 12 Prottipo do Motor Stirling Fonte: Autoria Prpria

30

3.3 FABRICAO DO PROTTIPO

Baseado nos desenhos de detalhamento obtidos a partir do modelamento do

prottipo, bem como dos recursos disponveis, define-se uma sequncia para sua

fabricao.

Opta-se por iniciar a usinagem da cmara de compresso em ao SAE 1020,

uma vez que esta a pea mais crtica do projeto. Aps duas tentativas sem

sucesso, decorrente do alto atrito gerado pelo conjunto pisto e cmara, conclui-se

que a melhor forma de obt-la atravs de recursos mais qualificados (mo-de-obra

especializada e maquinrio de alta preciso).

Para a usinagem da base de apoio, utiliza-se um bloco de ao SAE 1020.

Por se tratar de uma pea que sofre grandes esforos decorrentes da rotao

do motor, opta-se por fabricar o eixo utilizando ao SAE 1020 como matria-prima.

A fim de garantir leveza ao modelo, o alumnio o material escolhido para os

discos laterais de transmisso.

Com a confeco de todas as peas, inicia-se a montagem do prottipo a

partir da fixao da cmara de expanso na cmara de compresso, e com o auxlio

de cola do tipo Loctite 661.

Posteriormente, tanto o conjunto de cmaras quanto o eixo de transmisso

podem ser montados na base de apoio do prottipo conforme apresentado na

fotografia (3).

Fotografia 3 - Pr-montagem do Motor Stirling Fonte: Autoria Prpria

31

Com o objetivo de permitir o correto funcionamento do motor de Stirling, os

discos laterais so montados ao eixo, considerando uma defasagem de noventa

graus (90) entre os furos de referncia.

Por fim, define-se o comprimento das bielas de ligao do eixo de

transmisso aos pistes.

32

4 TESTES E RESULTADOS

4.1 DESCRIO DA BANCADA DE ENSAIOS

A bancada de ensaios consiste do motor Stirling apresentado no item anterior,

devidamente preparado para operar com um maarico que utiliza gs butano como

combustvel e temperatura mxima de 1000C.

Para realizar as medies necessrias utilizam-se os seguintes instrumentos:

x Tacmetro DT-2234C+ x Balana de Alta Preciso SHIMADZU UX620H x Osciloscpio Digital Hikari HO-2102

4.2 ANLISE DO PROTTIPO

O objetivo do ensaio avaliar a capacidade da planta em converter energia

trmica em energia eltrica, utilizando motor Stirling. Para tal, divide-se ensaio

basicamente em trs etapas distintas:

4.2.1 Anlise do Projeto Inicial

A anlise inicia-se a partir do aquecimento da cmara de trabalho utilizando o

maarico de gs butano 1000C durante 120 segundos. Aps a aparente

estabilizao do nmero de rotaes do motor, utiliza-se o tacmetro com o intuito

de validar as rotaes do mesmo. Nesta medio, alcana-se o valor final de 1000

rpm.

33

Com o acoplamento do motor DC, observa-se uma queda na rotao do

motor de 1000 rpm para 600 rpm devido a resistncia imposta pelo mesmo.

Pelo fato do motor Stirling apresentar uma rotao muito baixa se comparada

ao motor DC, se faz necessria uma anlise do projeto, a fim de encontrar pontos

passveis de melhoria.

Como pontos principais, destacam-se principalmente:

x Alto atrito no eixo Apesar do timo acabamento alcanado durante a usinagem do eixo, o mesmo no capaz de evitar o alto atrito decorrente do

contato com a base de apoio.

x Baixo torque - Por falta de instrumentos especficos, o mesmo no pode ser medido, porm percebe-se que ao aplicar uma resistncia mnima o

funcionamento do motor interrompido.

4.2.2 Melhoria de Projeto e Anlise

Baseado na anlise apresentada anteriormente, vrios trabalhos de melhoria

no projeto podem ser realizados.

A fim de diminuir ao mximo a perda decorrente do alto atrito entre eixo de

transmisso e base de apoio, se faz necessrio, o desenvolvimento de uma base em

alumnio muito semelhante a anterior, porm com o diferencial de possuir

rolamentos, conforme figura (13).

34

Figura 13 Base de Apoio revisada Fonte: Autoria Prpria

Desta maneira, espera-se um aumento significativo no nmero de rotaes do

motor.

O projeto inicial considera uma relao de transmisso entre o prottipo e o

motor eltrico DC de um para um (1/1). No entanto, o resultado encontra-se abaixo

do esperado, pois desta forma no capaz de atingir a rotao mnima necessria

para a gerao de energia nas sadas do motor DC.

Como soluo, opta-se por incluir uma polia no meio do eixo de transmisso

com a relao de um para dez (1/10), conforme figura (14).

Figura 14 Eixo de transmisso revisada Fonte: Autoria Prpria

Desta maneira, a cada rotao do motor Stirling o motor DC rotaciona dez

vezes mais.

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A partir da implementao das melhorias descritas acima o motor montado

novamente, conforme figura (15) e, considerando os mesmos parmetros do ensaio

anterior, o motor pode ser testado novamente.

Figura 15 Prottipo do motor revisado Fonte: Autoria Prpria

Aps a estabilizao do nmero de rotaes do motor, a medio apresenta o

valor final de 1200 rpm. Um ganho de 20% em relao a rotao inicial.

Somado a implementao da polia, o valor transmitido ao motor DC passa de

1200 rpm para 12000 rpm.

Porm, ao acoplar o motor DC, observa-se uma queda na rotao do motor

de 1200 rpm para 800 rpm devido a resistncia imposta pelo mesmo. Desta

maneira, o motor DC passa a trabalhar com 8000 rpm. O teste pode ser visualizado

na fotografia (4).

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Fotografia 4 Teste do novo prottipo Fonte: Autoria Prpria

Ao medir a tenso de sada do motor DC em aberto e sua respectiva corrente,

obtm-se os seguintes valores:

x Tenso 2V x Corrente 0,3mA

4.3 EFICINCIA DO PROTTIPO

Com os valores finais apresentados, possvel calcular a eficincia do

sistema a partir da relao direta entre a potncia trmica (ou fluxo de calor) do

maarico de butano e a potncia eficaz na sada do motor eltrico.

Vale ressaltar que esta forma de clculo no leva em considerao as perdas

decorrentes dos fenmenos de conduo e conveco que ocorrem durante o

aquecimento da cmara de expanso do motor Stirling.

37

4.3.1 Clculo da Potncia Trmica do Maarico de Butano

Potncia Trmica (ou fluxo de calor) definida como sendo a transmisso de

energia trmica de um corpo mais energtico para outro menos energtico, sendo

que esta pode ser realizada por trs modos de propagao: conduo, conveco e

radiao.

De acordo com o CONEM2012 (2012) a potncia trmica de dado

combustvel determinada a partir da equao (2):

Q=(m/t).PCI, (2)

onde: Q Potncia Trmica (W);

m massa (kg);

t Variao do Tempo (s);

PCI Poder Calorfico Inferior (kJ/kg).

Vazo mssica definida como sendo a quantidade em massa de um fluido

que escoa atravs de certa seco em um intervalo de tempo considerado

(CASSIOLATO, 2008, p. 2).

Moreira (2011, p. 164) descreve que o poder calorfico inferior a quantidade

de calor que pode produzir 1kg de combustvel, quando este entra em combusto

com excesso de ar e os produtos de combusto so resfriados at o ponto de

ebulio da gua, evitando assim que a gua contida na combusto seja

condensada.

A massa de butano utilizada pode ser obtida atravs da pesagem do maarico

em dois momentos distintos. Para esta anlise em especfico, opta-se por realizar a

pesagem antes e aps 60 segundos de combusto contnua. Como resultado

observa-se uma variao de 0,414.10-3 kg, que pode ser visualizada nas fotografias

(5) e (6).

38

Considerando o valor do PCI do gs butano igual ao valor apresentado na

figura (16) e a vazo mssica de 6,9.10-6 kg/s (massa de butano consumida em 1

segundo), possvel encontrar a potncia trmica:

Q = 0,3157 W

Figura 16 - Tabela de poder calorfico dos gases Fonte: Moreira (2011, p. 178)

Fotografia 5 Pesagem aps 60 segundos Fonte: Autoria prpria

Fotografia 6 Pesagem Inicial Fonte: Autoria prpria

39

4.3.2 Medio dos parmetros para Clculo da Potncia Fornecida atravs do Motor DC

A fim de calcular a potncia eficaz fornecida pelo prottipo, necessrio

medir a tenso e a corrente eltrica do sistema. Para tal, montado um circuito

eltrico contendo um resistor de 10 ohms ligado em srie com o led, conforme a

figura (17).

Figura 17 Esquema eltrico para medio

Fonte: Autoria prpria

De acordo com Silva (2008, p. 14) a potncia eficaz fornecida neste sistema

dada por:

P=(Vr + Vled).I, (3)

onde: P - Potncia eltrica total (W)

Vled - Tenso no led (V)

Vr Tenso no resistor (V)

I - Intensidade de corrente total (A)

Sabendo que a tenso eltrica dada por (SILVA 2008, p. 14):

V = R x I, (4)

40

onde: V Tenso (V)

R Resistencia (ohm)

I Intensidade de corrente (A)

Com auxlio do osciloscpio digital, possvel encontrar a tenso sobre o

resistor, conforme pode ser visualizado na figura (18).

Figura 18 Medio da tenso no resistor

Fonte: Autoria prpria

Sendo 10 ohms o valor do resistor e 20mV a tenso eficaz (Vrms) medida

sobre o mesmo, utilizando a frmula (4) obtm-se a corrente no resistor igual a 2mA.

Sabendo-se que a tenso do led 2V e a tenso encontrada no resistor de

20mV, tem-se como tenso total do sistema o valor de 2,02V.

Finalmente, atravs da aplicao da equao (3) e utilizando os valores

citados acima (2,02V para a tenso total e 2mA para a intensidade de corrente),

tem-se como resultado a potncia eltrica de sada do motor:

Prms = 4,04.10-3 W

41

4.3.3 Rendimento do Sistema O rendimento consiste na parcela de potncia consumida por um sistema que

transformada em trabalho, e dada por:

n=Ps / Pe, (6)

onde: n - Rendimento

Pe - Potncia trmica da fonte quente

Ps - Potncia eficaz

A partir da equao (6) e considerando os valores encontrados para a

potncia trmica do maarico (Pe) e a potncia eltrica eficaz gerada pelo motor DC

(Ps), resulta no rendimento:

n = 1,28%

42

5 CONSIDERAES FINAIS

5.1. CONCLUSO

Face a todas as atividades desenvolvidas durante o trabalho de converso de

energia trmica em energia eltrica utilizando motor Stirling, dividiu-se esta

concluso em duas vertentes: a fabricao do prottipo e anlise dos resultados.

A fabricao da planta levando em considerao uma cmara de combusto

previamente definida acabou limitando o tamanho e por consequncia a potncia

eficaz do motor, no entanto foi fator determinante para agilizar o processo de

desenvolvimento do prottipo.

Ao analisar os resultados obtidos a partir dos testes realizados no modelo

prtico, observou-se um rendimento de 1,28%. Em um primeiro momento, este valor

pode parecer baixo, no entanto, alguns pontos devem ser destacados.

Devido impossibilidade de medir a temperatura dentro da cmara de

expanso e por consequncia calcular a potncia trmica dentro da mesma,

considerou-se a potncia trmica na sada do maarico de butano (0,3157W). Ao

utilizar este valor, todas as perdas decorrentes das trocas trmicas por conduo

(maarico e parede da cmara de combusto) e conveco (parede da cmara de

combusto e ar) foram ignoradas.

Somado as perdas do motor, seja por atrito, folgas ou outro meio, chega-se

ao valor final de 4,04.10-3 W de potncia eltrica.

A partir dos resultados apresentados durante o desenvolvimento do projeto,

pode-se confirmar que a utilizao de motores Stirling para a converso de energia

trmica em energia eltrica uma realidade, visto as vantagens inerentes a este tipo

de motor:

x Capacidade de utilizar vrias fontes de calor Desta maneira, os motores podem ser alimentados atravs de diversas fontes de energia

(combustveis fsseis, energia solar, etc);

43

x Baixo desgaste das peas do motor Devido ao fato das peas mveis no entrarem em contato com o combustvel no ocorre a contaminao do

lubrificante, resultando menor desgaste das peas decorrente da maior

eficincia da lubrificao.

No entanto, o elevado custo de fabricao, bem como o baixo torque em

comparao aos motores de combusto interna, so fatores que por hora limitam

sua fabricao e aplicao em geral.

Portanto, no que diz respeito aplicao como fonte de energia eltrica, a

tecnologia dos motores Stirling se mostra promissora, podendo se utilizar da energia

dissipada em outros processos (caldeiras, queima de resduos, etc), bem como

fontes de energia limpa exemplo da luz solar.

5.2. PERSPECTIVA DE TRABALHOS FUTUROS

Partindo-se do presente trabalho, existe a possibilidade se aprofundar no

assunto a partir dos trabalhos sugeridos a seguir. Devido a falta de tempo hbil os

mesmos no puderam ser realizados, mas ficam registrados como sugestes

futuras:

x Anlise de rendimento do prottipo a partir de diferentes combustveis; x Anlise de perdas devido as trocas trmicas durante o aquecimento no motor

e atritos devido a sua construo;

x Melhoria de rendimento do sistema a partir da melhoria do projeto do motor.

44

REFERNCIAS

BARROS, Robledo. W. Avaliao Terica e Experimental do Motor Stirling Modelo Solo 161 Operando com Diferentes Combustveis. Itajub, 143 f. Dissertao (Mestrado em Converso de Energia) - Instituto de Engenharia Mecnica, Universidade Federal de Itajub, 2005. CASSIOLATO, Cesar; ALVES, Evaristo O. Controle & Instrumentao. Sertozinho: Smar, 2008. CONEM2012-1428. Anlise de um Sistema de Refrigerao por Absoro, que tem como Fonte Trmica Gases de Exausto, de uma Planta de Cogerao Aplicada em Embarcaes Pesqueiras. In: CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECNICA, 7, 2012, So Lus. Anais eletrnicos... So Lus: CONEM, 2012. Disponvel em: . Acesso em: 12 nov. 2012. CONSERVAO INTERNACIAL BRASIL. Disponvel em: . Acesso em: 27 mai. 2012. DEUTSCHES MUSEUM. Disponvel em: . Acesso em: 30 jun. 2012. FINEP. Disponvel em: . Acesso em: 21 mar. 2012. FINKELSTEIN, Theodor; ORGAN, Allan J; Air Engines: The History, Science, and Reality of the Perfect Engine. New York: ASME PRESS, 2001. MARTINI, Willian. R; Stirling engine design-manual. Honolulu: University Press of the Pacific,1983. MOREIRA, Jos R. S; Tpicos Selecionados de Aplicaes da Termodinmica. So Paulo: SISEA, 2011.

45

ROSSETIN, Andr L et al. Anlise da Aplicabilidade dos Motores Stirling. Curitiba, 89 f. Trabalho de Concluso de Curso (Graduao em Engenharia Mecnica) - Universidade de So Paulo, 2007. ROXO, Loureno B. Gerao de Energia Eltrica com Coletor Solar e Motor Stirling. So Paulo, 143 f. Trabalho de Concluso de Curso (Graduao em Engenharia Mecnica) - Universidade de So Paulo, 2007. SILVA, Henrique R. O Aquecimento dos Condutores na Situao de Curto-Circuito.. Porto, Instituto Superior de Engenharia do Porto, 2008. SILVA, J. C., HOFFMANN, Ronaldo . O uso do ciclo termodinmico Stirling no aproveitamento de fontes trmicas. In: XVII Congresso Regional de Iniciao Cientfica e Tecnolgica em Engenharia, Passo Fundo, 2002. SILVA, R. P., Relatrio Tcnico Projeto Motor de Stirling, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2008. STIRLING ENGINES. Disponvel em: . Acesso em: 21 mar. 2012.

46

APNDICES A MONTAGEM FINAL DO MOTOR STIRLING

47

APNDICES B BASE PRINCIPAL

48

APNDICES C CMARA DE EXPANSO

49

APNDICES D CMARA DE RESFRIAMENTO

50

APNDICES E TUBO DE CONEXO

51

APNDICES F PISTO DE EXPANSO

52

APNDICES G PISTO DE RESFRIAMENTO

53

APNDICES H HASTE DE TRANSMISSO

54

APNDICES I DISCO DE TRANSMISSO

55

APNDICES J POLIA

56

APNDICES K EIXO DE TRANSMISSO