Zora Ionara Gama Dos Santos (29)
  Título Autor Editora Formato Comprar item avulso Adicionar à Pasta
Medium 9788536511917

Agora é com você!

Zora Ionara Gama dos Santos Editora Saraiva PDF Criptografado

Agora é com você!

1) Defina detalhadamente um material compósito, indicando e descrevendo os elementos que o constituem e a função de cada um destes dentro do compósito. Descreva ainda a importância destes materiais dentro de sua área de trabalho.

2) Descreva alguns materiais compósitos que ocorrem na natureza. Explique sua estrutura e propriedades.

3) Quais são as principais técnicas de processamento de compósitos com matriz termofixa e fibra curta?

4) Quais são as técnicas de fabricação disponíveis para compósitos de matriz termoplástica e fibra contínua?

5) Faça um detalhamento da classificação dos materiais compósitos de matriz polimérica (termoplástica e termofixa) de acordo com a geometria da fase dispersa, indicando as vantagens e possíveis aplicações para cada classe, justificando esta indicação.

6) De acordo com a regra da mistura, quais os fatores que influenciam nas propriedades finais de um compósito?

7) Descreva cinco aplicações de compósitos em equipamentos esportivos, especificando os componentes do compósito.

Ver todos os capítulos
Medium 9788536511917

1.3 Quais os tipos de cerâmicas?

Zora Ionara Gama dos Santos Editora Saraiva PDF Criptografado

1.2.3 Estruturas cristalinas do tipo AmBnXp

Nos materiais cerâmicos cristalinos também é possível encontrar mais de um tipo de cátion; por exemplo, pode-se ter dois tipos de cátions (representados por A e B). Assim, suas fórmulas químicas podem ser designadas por AmBnXp. Geralmente, esta estrutura é resultado da combinação de cátions e ânions grandes, de tamanho semelhante, empacotados formando uma estrutura chamada perovskita. Na perovskita, os cátions menores, de maior carga, ocupam os sítios octaédricos, e os cátions maiores, de menor carga, fazem rede com o oxigênio.

Callister, 2001.

Um exemplo de um material cerâmico que apresenta esse tipo de estrutura é o titanato de bário (BaTiO3). Esse material tem uma estrutura cristalina de perovskita e propriedades eletromecânicas bastante interessantes. Em temperaturas superiores a 120 °C (248 °F), a estrutura cristalina é cúbica. Os íons Ba2+ estão localizados em todos os 8 vértices do cubo, enquanto um único íon Ti4+ encontra-se posicionado no centro do cubo, com os íons de O2- localizados no centro de cada uma das 6 faces. O material é muito utilizado na produção de captador piezoelétrico. Uma célula unitária dessa estrutura é mostrada na Figura 1.10, em que os círculos localizados nos vértices representam os íons de O2-, círculos das faces representam os íons Ba2+ e o círculo no centro do cubo representa o íon Ti4+.

Ver todos os capítulos
Medium 9788536511917

Agora é com você!

Zora Ionara Gama dos Santos Editora Saraiva PDF Criptografado

Agora é com você!

1) Explique o motivo pelo qual é feita a queima de uma cerâmica.

2) Quais as principais modificações que ocorrem numa argila durante um processo de queima?

3) O que são argilominerais? Dê exemplos.

4) Explique o processo de sinterização de uma cerâmica, relacionando-o com as suas propriedades mecânicas.

5) Qual a vantagem da utilização dos fundentes CaCO3 e NaOH na produção do vidro soda-cal?

6) Como ocorre a produção de garrafas pelo método de insuflação?

7) Quais as principais fases de fabricação do vidro float?

8) Explique por que alguns materias cerâmicos podem ser usados como biocompatíveis.

9) A seguinte definição foi proposta: “Todas as cerâmicas são transparentes à luz visível”. Isso é uma boa maneira de definir uma cerâmica? Explique seu raciocínio.

10) A indústria do aço é o principal consumidor de refratários. Que outras indústrias podem ser usuárias deste produto cerâmico?

11) Identificamos ReO3 como uma cerâmica com alta condutividade elétrica. Onde se encontra o elemento Re na tabela periódica? Você acha que a posição dele está relacionada com a sua condutividade elétrica?

Ver todos os capítulos
Medium 9788536511917

2.7 Propriedades dos polímeros

Zora Ionara Gama dos Santos Editora Saraiva PDF Criptografado

interação adicional devida à formação de pontes intermoleculares (ligação química que reduz a mobilidade das cadeias), as quais melhoram a resistência à tração e a elasticidade;

3) Devem ter uma distribuição do peso molecular tão larga quanto possível, para que possam ser processadas utilizando as máquinas convencionais.

A Tabela 2.4 mostra uma lista de alguns elastômeros.

Tabela 2.4 – Elastômeros genéricos (borrachas)

Elastômeros

Composição

Usos

Poliisopreno

Utilizada no fabrico de pneumáticos, bandas elásticas, tubos e mangueiras, molas elastoméricas, apoios e absorvedores de choques, componentes para calçado

(solas), artigos farmacêuticos (bicos para biberões, chupetas, rolhas etc.), artigos para contato com produtos alimentares e artigos de uso doméstico.

Polibutadieno

Produção de compostos para fabricação de correias transportadoras de alta resistência à abrasão, amortecedor de impactos em tênis, recapagem de fios condutores, compostos para bola de golfe, compostos para coxins e peças de alta resiliência etc.

Ver todos os capítulos
Medium 9788536511917

1.2 Como é formada uma cerâmica?

Zora Ionara Gama dos Santos Editora Saraiva PDF Criptografado

1.2 Como é formada uma cerâmica?

Para se entender a formação estrutural de uma cerâmica, é necessário que se faça inicialmente uma distinção fundamental desses materiais levando em consideração a predominância do tipo de ligação química que ocorre na formação deles, visto que, assim como outros materiais, a estrutura

é determinada pela natureza das ligações atômicas presentes, bem como das características dos átomos envolvidos nessas ligações.

Como definido anteriormente, esses materiais podem ser formados a partir de ligações iônicas e/ou covalentes, de forma que, em geral, algumas cerâmicas são formadas predominantemente por ligações iônicas (cerâmica iônicas), enquanto outras apresentam predominância de ligações covalentes (cerâmica covalente).

As cerâmicas iônicas são, tipicamente, compostas da combinação de um elemento químico pertencente ao conjunto dos metais com outro elemento químico pertencente aos elementos não metálicos. Os íons metálicos, ou cátions, são carregados positivamente, visto que eles doam os seus elétrons de valência (elétrons localizados na camada mais externa) aos íons não metálicos, ou

Ver todos os capítulos

Ver Todos

Yunus A Engel William J Palm Iii (9)
  Título Autor Editora Formato Comprar item avulso Adicionar à Pasta
Medium 9788580553482

Capítulo 1 - Introdução às Equações Diferenciais

Yunus A. Çengel, William J. Palm III Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

1

I nt rod ução às Eq u a ç õ e s

Di f erenciais

OBJETIVOS

A

diferença entre as equações algébricas e as diferenciais está no fato de que estas envolvem derivadas em suas funções. Como o estudo das equações diferenciais requer um bom entendimento de cálculo, o estudante deverá revisar alguns tópicos importantes, como variáveis dependentes e independentes, funções contínuas e descontínuas, derivadas ordinárias e parciais, diferenciais e incrementos, e integração.

Neste capítulo, abordam-se a importância das equações diferenciais e o valor do modelamento matemático para resolver problemas do mundo real. Serão apresentados exemplos de como equações diferenciais são originadas a partir de problemas práticos e suas soluções. Depois de uma breve revisão sobre alguns conceitos de cálculo, apresentaremos a classificação das equações diferenciais e trataremos das equações lineares e não lineares, e daquelas com coeficientes constantes ou variáveis. Apresentaremos a solução de algumas equações diferenciais simples por meio de integração direta. Finalmente, alguns programas de computador serão utilizados para resolver equações diferenciais simples e traçar gráficos.

Ver todos os capítulos
Medium 9788580553482

Capítulo 4 - Equações Diferenciais Lineares de Ordem Superior

Yunus A. Çengel, William J. Palm III Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

4

Equações D ifere n c ia is

L i neares de O r d e m

Superior

OBJETIVOS

A

s naturezas das equações lineares de primeira e segunda ordens são bastante diferentes, portanto, há poucos pontos em comum entre os procedimentos de solução. Por exemplo, equações lineares de primeira ordem têm uma forma direta de solução, assumindo que as integrais envolvidas nesse processo possam ser calculadas. Entretanto, a afirmação anterior só poderá ser aplicada às equações lineares de segunda ordem se estas tiverem coeficientes constantes. Mesmo assim, a solução pode exigir um procedimento mais elaborado.

Existe um paralelo entre as equações de segunda ordem e aquelas de ordem superior. A teoria aplicada a equações lineares de ordem superior é análoga à teoria das equações diferenciais lineares de segunda ordem. Neste capítulo, basicamente estenderemos a teoria baseada nas equações diferenciais lineares de segunda ordem para equações de ordem superior. As demonstrações apresentadas no Cap. 3 para o caso das equações de segunda ordem podem ser estendidas para equações de ordem superior por meio da generalização dessas demonstrações.

Ver todos os capítulos
Medium 9788580553482

Capítulo 5 - Equações Diferenciais Lineares: Coeficientes Variáveis

Yunus A. Çengel, William J. Palm III Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

5

Equações D ifere n c ia is

L i neares: C oefic ie n te s

Vari áveis

OBJETIVOS

A

té agora, estudamos equações diferenciais com coeficientes constantes porque muitas delas podem ser resolvidas de forma sistemática, em termos de funções elementares (como exponenciais, funções trigonométricas e logaritmos). Também abordamos a equação de Euler como um caso especial de equação diferencial com coeficientes variáveis.

Agora, estamos prontos para lidar com equações diferenciais com coeficientes variáveis. Como essas equações raramente podem ser resolvidas em termos de funções elementares, é necessário investigar outros métodos de solução. O método de solução por série é usado com sucesso para a solução de equações diferenciais com coeficientes variáveis, por meio do qual é possível encontrar a solução de forma exata ou aproximada para equações lineares ou não lineares com coeficientes constantes ou variáveis.

Neste capítulo, aplicaremos o método de solução por séries a equações diferenciais lineares de segunda ordem com coeficientes variáveis, que pode ser expresso como y″

Ver todos os capítulos
Medium 9788580553482

Capítulo 3 - Equações Diferenciais Lineares de Segunda Ordem

Yunus A. Çengel, William J. Palm III Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

3

Equações Diferenciais

Lineares de Segunda Ordem

OBJETIVOS

E

quações diferenciais lineares de primeira ordem podem ser sempre resolvidas de uma maneira sistemática, com o do uso do fator integrante, como discutido no Cap. 2, e não há muita diferença se os coeficientes são constantes ou variáveis, desde que as integrações possam ser realizadas. Porém, essas afirmações não se aplicam às equações diferenciais lineares de segunda ordem (ou ordem superior), já que não existe um procedimento geral para solução dessas equações, a menos que os coeficientes sejam constantes e que elas atendam a certas condições. Várias equações que aparecem nas ciências e na engenharia são lineares de segunda ordem com coeficientes constantes, e, então, é importante que dominemos o procedimento de solução dessas equações. Isso é exatamente o que pretendemos neste capítulo.

Apesar de a maioria das definições, dos teoremas e procedimentos descritos neste capítulo serem gerais, iremos nos concentrar nas equações lineares de segunda ordem com coeficientes constantes por duas razões: (1) tais equações são as mais encontradas na prática por cientistas e engenheiros e (2) novos conceitos são mais fáceis de ser demonstrados e aprendidos em equações simples. Estenderemos a análise para as equações lineares de ordem superior com coeficientes constantes no Cap. 4 e abordaremos as equações lineares com coeficientes variáveis no Cap. 5, pela introdução do método de solução usando séries. Essa sequência de três capítulos provê uma completa cobertura das equações lineares.

Ver todos os capítulos
Medium 9788580553482

Capítulo 9 - Solução Numérica de Equações Diferenciais

Yunus A. Çengel, William J. Palm III Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

9

Sol uç ão Numér ic a d e

Equações D ifere n c ia is

OBJETIVOS

A

té agora, consideramos equações diferenciais que podem ser resolvidas, de forma analítica, por meio de métodos bem desenvolvidos, e chamamos os resultados obtidos de soluções analíticas ou na forma fechada. A forma dessas soluções pode ser explícita, na qual a variável dependente é uma função explícita da variável independente, como y = x2. Essas soluções são muito desejáveis, pois são exatas (nenhuma aproximação é envolvida no desenvolvimento da solução), e a solução pode ser obtida em qualquer ponto pela simples substituição da variável independente na função explícita. Outras soluções analíticas podem aparecer na forma implícita, como em y + 3xe–y = 5, que requerem um método numérico de busca por raízes para obter uma tabela ou gráfico de valores de y versus valores de x.

Infelizmente, os casos em que as equações diferenciais têm disponíveis soluções analíticas exatas são mais exceção do que regra. A maioria das equações com coeficientes não lineares, ou variáveis, encontradas na prática não pode ser resolvida analiticamente. Como não podemos obter soluções exatas, somos forçados a realizar uma das soluções aproximadas: aquelas em que os termos não lineares da equação são substituídos por aproximações lineares ou soluções numéricas, nas quais as soluções são obtidas na forma gráfica ou de uma tabela de números.

Ver todos os capítulos

Ver Todos

Yunus A Engel Michael A Boles (17)
  Título Autor Editora Formato Comprar item avulso Adicionar à Pasta
Medium 9788580552003

Capítulo 6: A Segunda Lei da Termodinâmica

Yunus A. Çengel, Michael A. Boles Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

6

A Segunda Lei d a

Termodinâmica

OBJETIVOS

A

té este ponto, concentramos nossa atenção na primeira lei da termodinâmica, a qual exige que a energia seja conservada durante um processo. Neste capítulo, apresentamos a segunda lei da termodinâmica, cujo enunciado diz que processos ocorrem em determinada direção e que a energia tem qualidade e quantidade. Para que um processo ocorra, é preciso que ele satisfaça tanto a primeira como a segunda lei da termodinâmica. Neste capítulo, apresentamos os conceitos de reservatórios de energia térmica, processos reversíveis e irreversíveis, máquinas térmicas, refrigeradores e bombas de calor. Diversos enunciados da segunda lei da termodinâmica são acompanhados por uma discussão sobre moto-contínuos e a escala termodinâmica de temperatura. O ciclo de Carnot é apresentado a seguir, assim como uma discussão sobre os princípios de Carnot.

Finalmente, examinamos as máquinas térmicas, os refrigeradores e as bombas de calor ideais de Carnot.

Ver todos os capítulos
Medium 9788580552003

Capítulo 7: Entropia

Yunus A. Çengel, Michael A. Boles Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

7

Ent rop ia

OBJETIVOS

N

o Cap. 6, apresentamos a segunda lei da termodinâmica e a aplicamos aos ciclos e dispositivos cíclicos. Neste capítulo, aplicamos essa lei a processos. A primeira lei da termodinâmica trata da energia e de sua conservação. A segunda lei leva à definição de uma nova propriedade chamada entropia.

Essa propriedade é um tanto abstrata, sendo difícil descrevê-la fisicamente sem levar em conta o estado microscópico do sistema. Ela é melhor compreendida no estudo de suas aplicações nos processos mais comuns da engenharia, e é isso o que pretendemos fazer.

Este capítulo inicia com uma discussão da desigualdade de Clausius, que forma a base da definição da entropia. Em seguida, ele trata do princípio do aumento da entropia. Ao contrário da energia, a entropia é uma propriedade que não se conserva, não existindo portanto conservação de entropia. A seguir discutiremos as variações de entropia que ocorrem durante processos envolvendo substâncias puras, substâncias incompressíveis e gases ideais e examinaremos uma classe especial de processos idealizados denominados processos isentrópicos. Em seguida, consideraremos o trabalho reversível em regime permanente e as eficiências isentrópicas de diversos dispositivos de engenharia, como as turbinas e os compressores. Finalmente, apresentaremos o balanço de entropia e o aplicaremos a diversos sistemas.

Ver todos os capítulos
Medium 9788580552003

Capítulo 14: Misturas Gás-Vapor e Condicionamento de Ar

Yunus A. Çengel, Michael A. Boles Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

14

Mi s t u ras G ás- Vap o r e

C ondicionamento d e Ar

OBJETIVOS

E

m temperaturas abaixo da temperatura crítica, a fase gasosa de uma substância é frequentemente chamada de vapor. O termo vapor implica um estado gasoso que está próximo da região de saturação da substância, elevando a possibilidade de condensação durante um processo.

No Cap. 13 discutimos as misturas de gases que geralmente estão acima de suas temperaturas críticas, por isso não havia preocupação com a possível condensação de nenhum desses gases durante um processo. A análise fica bastante simplificada quando não é preciso lidar com duas fases; porém, quando lidamos com uma mistura de gás e vapor, o vapor pode condensar durante um processo, formando uma mistura de duas fases. Isso pode complicar consideravelmente a análise. Assim, uma mistura de gás e vapor precisa ser tratada de modo diferente de uma mistura comum de gases.

Várias misturas de gás e vapor são encontradas na engenharia. Neste capítulo, vamos considerar a mistura de ar-água-vapor, que é a mistura de gás-vapor mais encontrada na prática. Discutimos também o condicionamento de ar, ou seja, a principal área de aplicação das misturas de ar-água-vapor.

Ver todos os capítulos
Medium 9788580552003

Capítulo 15: Reações Químicas

Yunus A. Çengel, Michael A. Boles Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

15

R eações

Q uí mi cas

OBJETIVOS

N

os capítulos anteriores limitamos nosso exame aos sistemas não reativos

– aqueles cuja composição química permanece inalterada durante um processo. Vimos que isso também ocorre nos processos de mistura, durante os quais uma mistura homogênea se forma por meio de dois ou mais fluidos sem que ocorra nenhuma reação química. Neste capítulo, tratamos especificamente dos sistemas cuja composição química varia durante um processo, ou seja, os sistemas que envolvem reações químicas.

Ao lidarmos com sistemas não reativos, precisamos levar em conta apenas a energia interna sensível (associada a mudanças de temperatura e pressão) e a energia interna latente (associada a mudanças de fase). Ao lidarmos com os sistemas reativos, porém, também precisamos levar em conta a energia interna química, que é aquela associada à destruição e formação de ligações químicas entre os átomos. As relações de balanço de energia desenvolvidas para os sistemas não reagentes se aplicam igualmente aos sistemas reagentes, mas os termos de energia neste último caso devem incluir a energia química do sistema.

Ver todos os capítulos
Medium 9788580552003

Capítulo 12: Relações de Propriedades Termodinâmicas

Yunus A. Çengel, Michael A. Boles Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

12

R el aç ões de

P ropriedades

Termodinâmicas

OBJETIVOS

N

os capítulos anteriores, usamos amplamente as tabelas de propriedades.

Tendemos a confiar bastante nessas tabelas, pois, sem elas, as leis e princípios da termodinâmica são de pouca utilidade para os engenheiros. Neste capítulo, concentramos nossa atenção na maneira como as tabelas de propriedades são preparadas e como algumas propriedades desconhecidas podem ser determinadas com base em dados limitados.

Sabemos que algumas propriedades, como temperatura, pressão, volume e massa, podem ser medidas diretamente e que outras, como densidade e volume específico, podem ser determinadas por meio daquelas com o uso de algumas relações simples. Contudo, propriedades como energia interna, entalpia e entropia não são tão fáceis de determinar, pois não podem ser medidas diretamente nem relacionadas a propriedades facilmente mensuráveis por meio de relações simples.

Portanto, é essencial que desenvolvamos algumas relações fundamentais entre as propriedades termodinâmicas comumente encontradas e expressemos as propriedades que não podem ser medidas diretamente utilizando as propriedades facilmente mensuráveis.

Ver todos os capítulos

Ver Todos

Yunus A Engel Afshin J Ghajar (14)
  Título Autor Editora Formato Comprar item avulso Adicionar à Pasta
Medium 9788580551273

Capítulo 1. Introdução e conceitos básicos

Yunus A. Çengel, Afshin J. Ghajar Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

1

Int rodução e

C onceitos B ásic o s

A

ciência da termodinâmica trata da quantidade de calor transferido quando um sistema passa por um processo de estado de equilíbrio para outro, sem fazer nenhuma referência sobre quanto tempo esse processo demora. Mas, em engenharia, estamos mais frequentemente interessados na taxa de transferência de calor, que é o tema da ciência da transferência de calor.

Começamos este capítulo com a revisão dos conceitos fundamentais da termodinâmica, que são os princípios básicos da transferência de calor. Primeiro, abordamos a relação do calor com outras formas de energia e fazemos uma revisão sobre balanço de energia. Em seguida, apresentamos os três mecanismos básicos de transferência de calor, condução, convecção e radiação, e discutimos o conceito de condutividade térmica. Condução é a transferência de energia resultante da interação de partículas de maior energia de uma substância com partículas adjacentes de menor energia. Convecção é o modo de transferência de calor entre uma superfície sólida e um líquido ou gás adjacente que está em movimento, e esse processo envolve os efeitos combinados de condução e movimento do fluido. Radiação é a energia emitida pela matéria em forma de ondas eletromagnéticas (ou fótons), como resultado das mudanças nas configurações eletrônicas de átomos ou moléculas. Concluímos este capítulo com uma discussão sobre transferência simultânea de calor.

Ver todos os capítulos
Medium 9788580551273

Capítulo 10. Ebulição e condensação

Yunus A. Çengel, Afshin J. Ghajar Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

10

Ebul i ção e

C ondensação

S

abemos em termodinâmica que, quando a temperatura do líquido a determinada pressão aumenta até a temperatura de saturação Tsat nessa pressão, ocorre ebulição. Do mesmo modo, quando a temperatura do vapor é reduzida a Tsat, ocorre condensação. Neste capítulo, estudamos as taxas de transferência de calor durante as transformações da fase líquida para vapor e de vapor para líquido.

Embora a ebulição e a condensação apresentem algumas características únicas, são consideradas formas de transferência de calor por convecção, uma vez que envolvem movimento de fluidos (como ascensão das bolhas para o topo e escoamento do condensado para o fundo). A ebulição e a condensação diferem de outras formas de convecção na medida em que dependem do calor latente de vaporização hfg do fluido e da tensão superficial � na interface líquido-vapor, além das propriedades do fluido em cada fase. Observando que, sob condições de equilíbrio, a temperatura se mantém constante durante o processo de mudança de fase a uma pressão constante, grandes quantidades de calor (devido ao grande calor latente de vaporização liberado ou absorvido) podem ser transferidas durante a ebulição e a condensação, essencialmente a uma temperatura constante. Na prática, porém,

Ver todos os capítulos
Medium 9788580551273

Capítulo 13. Transferência de calor por radiação

Yunus A. Çengel, Afshin J. Ghajar Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

13

Trans fer ência d e

C al or por R adiaç ã o

N

o Cap. 12 foram considerados os aspectos fundamentais da radiação e as propriedades de radiação das superfícies. Já podemos, agora, considerar a troca de radiação entre duas ou mais superfícies, que é a grandeza de interesse principal na maioria dos problemas de radiação.

Começamos este capítulo com uma discussão sobre os fatores de forma e suas regras associadas. Expressões para o fator de forma e diagramas para algumas configurações comuns são dados, e é apresentado o método das linhas cruzadas.

Em primeiro lugar, discutimos a transferência de calor por radiação entre superfícies negras e, em seguida, entre superfícies não negras, utilizando a abordagem da rede de radiação. Continuamos com o escudo de radiação e discutimos seus efeitos sobre as medições de temperatura e sobre o conforto. Finalmente, consideramos a radiação em um gás e discutimos a emissividade efetiva e a absortividade do gás de um corpo de várias formas. Discutimos, também, a troca de radiação entre paredes de câmaras de combustão e gases de combustão emissores e absorvedores a altas temperaturas no seu interior.

Ver todos os capítulos
Medium 9788580551273

Capítulo 5. Métodos numéricos em condução de calor

Yunus A. Çengel, Afshin J. Ghajar Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

5

Mét odos Num ér ic o s e m

C ondução de C a lo r

A

té agora, temos considerado principalmente problemas relativamente simples de condução de calor envolvendo geometrias simples com condições de contorno simples, porque somente esses problemas podem ser resolvidos analiticamente. Mas muitos problemas encontrados na prática implicam geometrias complicadas com condições de contorno complexas ou propriedades variáveis, e não podem ser resolvidos analiticamente. Nesses casos, soluções aproximadas, precisas o suficiente, podem ser obtidas por computadores, com a utilização de um método numérico.

Métodos de solução analíticos, como os apresentados no Cap. 2, têm base na resolução da equação diferencial governante, junto com as condições de contorno.

Eles resultam em soluções na forma de funções da temperatura para cada ponto do meio. Métodos numéricos, por sua vez, se baseiam na substituição da equação diferencial pelo conjunto de n equações algébricas para temperaturas desconhecidas, em n pontos selecionados no meio, e a solução simultânea dessas equações resulta nos valores da temperatura nesses pontos discretos.

Ver todos os capítulos
Medium 9788580551273

Capítulo 6. Fundamentos de convencção

Yunus A. Çengel, Afshin J. Ghajar Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

6

Funda m entos de

C onv e cção

A

té agora temos considerado a condução como mecanismo de transferência de calor através de sólido ou fluido em repouso. Vamos agora considerar a convecção como mecanismo de transferência de calor através de fluido na presença do movimento da sua massa.

A convecção pode ser classificada como convecção natural (ou livre) ou forçada, dependendo de como o movimento do fluido é iniciado. Na convecção forçada, o fluido é forçado a escoar sobre a superfície ou dentro de um tubo por meios externos como bomba ou ventilador. Na convecção natural, qualquer movimento do fluido é causado por meios naturais como o efeito empuxo, que se manifesta com fluidos quentes subindo e fluidos frios descendo. A convecção é também classificada como externa ou interna, dependendo de o fluido ser forçado a escoar sobre uma superfície ou dentro de um duto.

Começamos este capítulo com a descrição física geral do mecanismo da convecção. Discutimos, então, as camadas limite hidrodinâmica e térmica e os escoamentos laminar e turbulento. Continuamos com a discussão dos números adimensionais de Reynolds, Prandtl e Nusselt e seus significados físicos. Em seguida, derivamos as equações da convecção com base na conservação da massa, na quantidade de movimento e na energia, e obtemos as soluções para escoamento ao longo de placa plana. A seguir, adimensionalizamos as equações da convecção e obtemos as formas funcionais do atrito e os coeficientes de convecção. Finalmente, apresentamos as analogias entre a quantidade de movimento e a transferência de calor.

Ver todos os capítulos

Ver Todos

Winderson Eug Nio Dos Cruz Eduardo Cesar Alves Santos Jos Hamilton Chaves Gorgulho J Nior (66)
  Título Autor Editora Formato Comprar item avulso Adicionar à Pasta
Medium 9788536512044

1.3 Aplicações e benefícios

Winderson Eugênio dos Cruz, Eduardo Cesar Alves, Santos, José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior Editora Saraiva PDF Criptografado

Tabela 1.2 – Estado da técnica atual nos robôs industriais

Especificação

Característica

Repetibilidade

Décimos de milímetro

Velocidade

Até 5 m/s

Aceleração

Até 25 m/s2

Carga admissível

Até centenas de kg

Relação peso/carga

Em torno de 30 a 40

Número de eixos

6 (tipicamente)

Comunicação

Profibus, Ethernet, canais seriais (RS 232, 485)

Capacidades de E/S

Similares a um CLP para sinais analógicos e digitais

1.3 Aplicações e benefícios

Uma classificação mais detalhada das tarefas realizadas por um robô pode ser descrita como tendo três tipos de natureza básica: movimentação, medição e manipulação. A seguir, veremos exemplos e ilustrações de cada um desses tipos de tarefa.

1.3.1 Movimentação

Em operações de embalagem;

»»

para classificação de peças;

»»

na colocação e retirada de peças em centros de usinagem ou máquinas – ferramenta;

Ver todos os capítulos
Medium 9788536512044

4.8 Volume de trabalho do robô SCARA

Winderson Eugênio dos Cruz, Eduardo Cesar Alves, Santos, José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior Editora Saraiva PDF Criptografado

Esta configuração que acabamos de descrever é a mais comum para os robôs SCARA, mas existem variantes. Existem modelos, por exemplo, em que o movimento vertical (eixo Z) é realizado pelo primeiro elo, e não pelo último, ou até mesmo pelos dois.

4.8 Volume de trabalho do robô SCARA

Como já visto anteriormente, o volume de trabalho de um robô é o conjunto de todos os pontos do espaço que o seu punho pode alcançar. Sabemos também que cada configuração tem uma forma característica e, então, é hora de conhecer o volume de trabalho de um robô SCARA, mostrado na Figura 4.9. Do lado esquerdo, temos uma vista em perspectiva, e no lado direito, uma vista de topo. Vemos que a forma geral é formada por arcos de circunferência e que, de certa forma, o volume fica “atrás” do robô. Ou seja, em geral, ao trabalhar com este robô, o eixo X cresce para a esquerda, ao contrário do que estamos acostumados a representar.

Figura 4.9 – Volume de trabalho de um robô SCARA.

Mas... por qual o motivo este volume tem essa forma? Para entendermos isso, vamos por partes, observando os movimentos por cima (vista superior). A Figura 4.10 mostra, do lado esquerdo, o robô em uma condição inicial, com o braço totalmente esticado (os ângulos do elo 1 e do elo 2 são zero). Ao centro, o elo 2 faz seu movimento (o ângulo de controle do elo 2 está crescendo), e à esquerda o elo 2 chegou ao final do seu curso, completando um dos arcos que limitam a área observada (o ângulo está em seu valor máximo, neste exemplo, em cerca de 170º).

Ver todos os capítulos
Medium 9788536512044

5.26 Outros comandos

Winderson Eugênio dos Cruz, Eduardo Cesar Alves, Santos, José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior Editora Saraiva PDF Criptografado

5.26 Outros comandos

Os comandos apresentados neste capítulo permitem que você elabore os mais variados programas. A linguagem AML possui alguns outros comandos, porém estes não foram implementados nos simulados, pois não fariam diferença na visualização, ou são específicos dos modelos com eixo Z servocontrolado. Vamos conhecê-los rapidamente.

»»

GETC(nome_do_contador): funciona somente em robôs com eixo Z servocontrolado e, se usado no IBM 7535, gera um erro de compilação. Sua função é parar a execução do programa e aguardar que um novo valor seja fornecido para o contador que foi especificado pelo parâmetro nome_do_contador. Este novo valor só pode ser enviado por um computador que esteja conectado ao controlador do robô, pois seu painel de comando manual não possui um teclado numérico.

»»

BREAKPOINT: é um comando importante no robô real, mas que não teria utilidade na simulação. Quando este comando está no programa, é possível pausar sua execução nesta linha e reiniciar na seguinte. Se o operador desejar que o programa pare no local definido, basta pressionar a tecla Stop and Mem do painel de comando manual. Ao chegar na linha do BreakPoint, o programa é interrompido, e o indicador luminoso Memory do painel de controle acende-se. Para que o programa volte a ser executado deve-se usar a tecla Recall

Ver todos os capítulos
Medium 9788536512044

5.19 Usando as entradas e saídas

Winderson Eugênio dos Cruz, Eduardo Cesar Alves, Santos, José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior Editora Saraiva PDF Criptografado

Para enviar um sinal por uma das saídas digitais deve-se usar o comando WRITE (saída, estado), sendo que o parâmetro saída é o número da porta que desejamos controlar, e o parâmetro estado define a condição da saída. Por se tratar de uma porta digital, só há dois possíveis estados: 0

(zero), para determinar nível baixo, e qualquer outro valor para determinar nível alto (recomendamos usar sempre o valor 1 para não causar confusão com uma saída analógica).

Dois comandos são disponibilizados pela linguagem AML para manipular as entradas digitais.

O comando TESTI (entrada, estado, rótulo) vai comparar o estado da entrada indicada com o estado especificado (0 ou 1). No caso de os estados não serem iguais, o fluxo do programa continua na linha seguinte. Caso a entrada tenha o estado especificado no comando, o programa irá saltar para a linha definida pelo rótulo.

A sintaxe do outro comando é WAITI(entrada, estado, tempo). A finalidade é fazer com que o programa aguarde a entrada especificada atingir o estado durante um tempo definido. Caso, durante este tempo, a entrada atinja o estado, então o fluxo do programa segue normalmente para a próxima linha. Caso o tempo expire, então um erro OT (Over Time) será gerado, e a execução do programa será interrompida. O parâmetro tempo segue os mesmos valores especificados para o comando

Ver todos os capítulos
Medium 9788536512044

5.25 Usando sub-rotinas

Winderson Eugênio dos Cruz, Eduardo Cesar Alves, Santos, José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior Editora Saraiva PDF Criptografado

Figura 5.45 – Esvaziando um pallet de 16 peças.

Veja como os comandos de pallets são poderosos. Com essas poucas linhas de programa, todos esses movimentos são executados. E note também como a quantidade de peças não influi na complexidade do programa. Se em vez de 16 peças fossem 100, 150 ou 300, o programa não mudaria de tamanho! Bastaria alterar o número de peças por linha e o número total de peças (além das coordenadas que definem o pallet, claro). Agora, tente imaginar o tamanho que um programa teria se fosse descarregar apenas essas 16 peças sem utilizar esses comandos.

5.25 Usando sub-rotinas

Em qualquer linguagem de programação, o uso de sub-rotinas auxilia muito no processo de elaboração de programas. Em Robótica isso também ocorre e, dependendo da aplicação, juntamente com o recurso de movimentos incrementais, permite que determinados movimentos padronizados possam ocorrer em diferentes regiões da área de trabalho.

Vamos usar um exemplo que seja facilmente visualizado na simulação. Criaremos uma sub-rotina que desenha um quadrado com 100 mm de lado, reproduzindo-o várias vezes em diferentes posições. O programa está na Figura 5.46, e a simulação, na Figura 5.47.

Ver todos os capítulos

Ver Todos

Carregar mais