Progresso semanal 4

Seguindo o plano de ação do projeto, a fase de montagem do projeto tem seu início com base na  disponibilidade do material básico, já em mãos.

A última semana foi marcada pela busca por materiais para o desenvolvimento do protótipo. Dentro do próprio Cefet encontrou-se um cano de 100 mm (aproximadamente) de diâmetro que será utilizado como cilindro maior. Sua escolha deriva do fato de já possuir uma tampa que permitirá o acoplamento de uma rosca onde o cano menor, que desviará para a lateral através do uso de um joelho, será afixado. Isso foi uma pequena alteração no projeto causada pela dificuldade inerente à fixação do cano menor à lateral curvilínea do cano maior.

 

 Ainda nessa semana, cortou-se uma área de seção reta de madeira que será usada como compressor do pistão maior. Esta seção por sua vez esta um pouco acima do valor de diâmetro desejado e demanda um refino, que será realizado com o auxílio de lixas.

 

Os próximos passos do projeto são a verificação da existência de vazamentos com o uso desse tipo de pistão, que exigirá uma correção, provavelmente feita com O' rings, além da busca pela tubulação e confecção do pistão menor.

 

Por fim o maior empecilho para o andamento do projeto construtivo se mostra na obtenção da cremalheira, que provavelmente necessitará de confecção por encomenda.

Progresso Semanal 3

     Nessa semana, discutimos muito sobre como seria a transmissão do movimento do pistão ao gerador, a primeira ideia como mostrada anteriormente foi o uso da turbina dentro dos tubos. Contudo notamos que a complexidade e a eficiência de tal meio não seria ideal para um protótipo com custos e prazos muito apertados. Partindo de uma recomendação do professor Ronaldo Marchezini resolvemos eliminar a hélice,  capturando a energia através de outro pistão localizado num cano menor. Essa iniciativa não só dá fim ao principal problema do projeto como reduz o tamanho do sistema hidráulico, uma vez que o duto de menor diâmetro deve ser grande o suficiente apenas para o deslocamento do pistão. Por outro lado, será necessária a transmissão do movimento deste para o gerador. A principal linha de pensamento nesse sentido consiste no uso de uma cremalheira, acoplada ao pistão e movendo-se longitudinalmente no duto movimentando uma engrenagem que acione o gerador. Desse modo, este giraria nos dois sentidos dependendo o movimento do pistão, gerando energia elétrica. Dessa forma, todo o sistema torna-se bastante compacto e pode e com menos riscos.

       A imagem abaixo mostra resumidamente como funcionaria o protótipo.

     A cremalheira funcionaria basicamente como ilustrado, seria acoplado um "segundo pistão" que levaria o movimento do " primeiro pistão" a um barra dentada, esta por sua vez movimentaria uma pequena engrenagem como mostrado.

       Para a fabricação do protótipo obtiveram-se dois tubos de PVC sendo um com 150 mm de diâmetro e outro com 25 mm, permitindo um aumento no deslocamento do pistão menor igual a 36 vezes o do maior.
      Devido as alterações, o protótipo esta com o seu calendário uma pouco atrasado, mas nada que coloque em risco o prazo final.

Progresso Semanal 2

    Ao longo da última semana o grupo concentrou suas atividades na definição da forma de colocação da turbina e iniciou a busca por materiais. João e Josué pesquisaram sobre projetos semelhantes encontrando dois tipos de hélices com diâmetro aproximado de 50 mm: uma, utilizada em brinquedos infantis de sopro e outra em coolers de computador.

   Devido a maior resistência, a possibilidade de uso como gerador e restrição da passagem do fluido devido à sua porção central, optou - se pelo cooler. Também cogitou - se a ideia de que ele seja vedado e gere a energia dentro do próprio cano, havendo a opção de transmissão do movimento para fora caso a primeira hipótese não se mostre viável.

   Delwyson e Josué iniciaram a busca pelos coolers, inicialmente dentro do próprio campus, verificando se há disponibilidade de material nos setores ligados à informática, todavia sem sucesso.

   Gustavo e João discutiram as medidas dos  canos utilizados, propondo o uso de canos ligeiramente mais estreitos que o cooler, se abrindo perto da hélice, uma vez que o impedimento central diminui a passagem do fluxo, o que não causará uma grande diminuição da pressão na passagem pela hélice. Josué ainda propôs um apêndice na porção central da turbina, diminuindo as perdas por atrito.

   Gustavo ficou responsável por modificar o Plano de Projeto e continuar pesquisa sobre os fluidos.

   Nessa semana decidimos alguns parâmetros para o protótipo, ele terá aproximadamente 60 cm x 30 cm e com altura de 20 cm, esses parâmetros não são definitivos, pois o pistão não foi adquirido. E ainda planejamos completar a busca e aquisição de materiais e o iniciar a construção do protótipo.

   

Progresso Semanal

             Na semana seguinte à criação do plano de ação, o grupo focou no estudo e na discussão do design e produção do protótipo. Estabeleceu - se que cada membro pesquisaria um assunto, sendo Delwyson responsável pelos materiais, Gustavo pelo fluido a ser utilizado, João pelo gerador e design, Josué pelas molas e design.

               Fez - se um esquema da  montagem exibido na figura abaixo:

              Alguns pontos críticos na discussão do design são o acoplamento da hélice do gerador no tubo, o posicionamento das molas e o fluido e vedação a ser utilizado.

             Hélice: Pesquisou - se três tipos de hélice: uma inspirada nas turbinas de hidrelétricas, paralela ao tubo, outra dentro do tubo, perpendicular às suas paredes como na imagem acima e outra assemelhando - se a uma roda d'água. A decisão depende da perda energética de cada uma, além da possibilidade de falha.

                   Fluidos: Diversos tipos de fluidos são utilizados em sistemas hidráulicos dependendo das características do projeto. Os mais comuns são óleos minerais e minerais aditivados, sendo o primeiro ideal para atividades que envolvam muita perda de óleo, sendo mais barato, todavia com vida útil menor enquanto o segundo é ideal para atividades que proporcionem uma maior vida útil do mesmo. As principais características dos óleos minerais são alta capacidade de lubrificação, possibilidade de trabalho em diversas temperaturas e proteção à corrosão dos materiais, contudo apresentam viscosidade relativamente alta para um sistema que operará próximo à temperatura ambiente.

                Outra possibilidade é o uso de água ou água com emulsão de óleo devido ao seu baixo preço e viscosidade, estabilidade e estabilidade nessa temperatura.

                 Molas e materiais: Na pesquisa sobre molas e materiais encontramos algumas dificuldades devido ao design do protótipo que ainda não foi definido, possivelmente usaremos molas helicoidais ou de poliuretano variando com o tamanho do protótipo, a força a se aplicada nele, além da posição das mesmas.Os materiais a serem utilizados dependerão da força a ser aplicada, a princípio sera de madeira a rampa móvel e de aço os tubos e os reservatórios. 

                Seguindo o cronograma, seguiremos os estudos e definiremos os parâmetros do projeto, para que na próxima semana iniciaremos a construção do protótipo.