Atps Fenomenos De Transporte

Etapa 4

Passo 1

Energia Térmica

Formas de Transferência de Calor

Os mecanismos conhecidos para a transmissão de calor entre dois corpos, entre os quais haja uma diferença de temperatura são: condução, convecção e radiação. Cada um deles ocorre durante a operação do motor, mas, dependendo da localização do processo de troca de calor no mesmo, um pode prevalecer sobre os outros.

A distribuição de temperaturas pode mudar de um ponto ao outro dentro dos componentes do motor, sobretudo nas vizinhanças da câmara de combustão.

A transferência de calor por condução pode acontecer em sólidos, líquidos e gases e resulta da interação entre as partículas adjacentes da substância. Este tipo de transferência de calor ocorre predominantemente através das paredes do bloco de cilindros e dos tubos do radiador. A transferência de calor por convecção acontece entre um sólido e um líquido escoando sobre a superfície. Este tipo de transferência de calor, no sistema de arrefecimento, se ocorre entre o fluido de arrefecimento, o gás da combustão (no lado da câmara de combustão) ou o ar (no lado do radiador), e as superfícies sólidas do motor. A taxa de transferência de calor, Qɺ, através da superfície de troca de calor, A, é proporcional à diferença de temperatura entre a superfície e o líquido escoando por sobre ela. Este tipo de transferência de calor ocorre através das fronteiras do sistema; mas, a maior quantidade de calor trocada entre o fluido de trabalho e as peças do motor é transmitida por convecção forçada

Passo 2

Desperdício de Calor

Todo processo que envolve produção de energia térmica, de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, implica em um inevitável desperdício de energia. No entanto, motores ou equipamentos que funcionam tendo por base a energia térmica liberada na queima de um combustível possuem rendimento muito baixo, comparado com outros equipamentos em que a conversão ocorre por meio de outros processos. Um motor elétrico convencional tem rendimento de cerca de 90%. Os motores de combustão à gasolina têm um rendimento de 22% a 30%, os motores a diesel, de 30% a 38%, à gás de 32% a 39%.

Isso significa chamar atenção para as tecnologias baseadas na geração de energia térmica: usinas termelétricas, processos industriais dependentes da queima de combustíveis, motores de combustão, entre tantos outros. Ainda que não se queira enfrentar verdadeiramente esse impasse, ele existe, nosso modelo de desenvolvimento está fundamentado, em grande parte, em processos de queima de combustíveis e liberação de energia térmica, energia degradada, não totalmente recuperável na forma de trabalho útil.

A tecnologia dos motores a combustão (gasolina, álcool e diesel) é intensivamente utilizada nos sistemas de transporte. Apenas 30% da energia térmica gerada na combustão da gasolina é aproveitada para movimentar rodas e eixos em um automóvel, o restante, (70%!!) é rejeitado para o sistema de refrigeração e para a vizinhança do motor.

Para tornar mais complexa essa situação o deslocamento nos centros urbanos é feito especialmente por automóveis particulares transportando, em média, menos de duas pessoas por veículo. Em Belo Horizonte, circulam aproximadamente 1.350.000 veículos. Desse montante, aproximadamente 950.000 são automóveis particulares (70%).

Já fizemos cálculos e mostramos que se comparamos a energia consumida por pessoa por quilômetro rodado, no deslocamento de um automóvel particular com o de um ônibus, a relação é, pelo menos, três vezes maior para o automóvel particular.

No caso dos combustíveis fósseis, outra preocupação se refere à liberação de dióxido de carbono para a atmosfera. Se comparamos a quantidade de CO2 emitida para atmosfera no transporte feito por automóveis ou por ônibus nas mesmas condições, considerando que carro e ônibus consumiriam gasolina, a relação é 5 vezes mais emissão para o automóvel particular. Ao longo de um ano, essa proporção faz uma grande diferença.

Nova Tecnologia Para Evitar Desperdício De Calor

A crise energética é uma das maiores preocupações da atualidade. Com o crescimento populacional atingindo picos altíssimos, aumenta também a demanda por fontes de energia limpa que exerçam pouco ou nenhum impacto negativo sobre o meio ambiente.

Os motores à combustão são os principais vilões, pois apresentam um alto índice de desperdício de energia. Para facilitar o entendimento, imagine o calor produzido pelo motor do seu automóvel, agora pense que todos os motores do mundo (carros, aviões, trens) também produzem calor e que esse calor é uma energia que simplesmente se esvai.

Não