Situação Emergencial de Bombear a Gasolina de um Tanque de Combustível

FACULDADE ANHANGUERA DE JOINVILLE

CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

ARIOSVALDO ESPÍNDULA RA: 3273592151

ATPS

PROFESSOR JOSE PAULO FIGUEIREDO MEYER

JOINVILLE

ABRIL DE 2016

1 INTRODUÇÃO

O presente trabalho propõe avaliar e aplicar uma forma alternativa de atender uma situação  emergencial de bombear a gasolina de um tanque de combustível num automóvel ate uma garrafa PET.

Foram necessárias pesquisas relacionadas ao combustível, tais como a viscosidade e densidade, período ideal para abastecimento do veiculo, e também relembrar fundamentos da física e aplicação do conteúdo relacionado a mecânica dos fluidos.

Foi necessário compreender o funcionamento de sistemas de bombeamento para que fosse possível analisar e escolher a melhor forma de administrar as informações elucidadas no desafio proposto ao decorrer do conteúdo.

1.2 OBJETIVO DO DESAFIO

Na vida profissional de um engenheiro, algumas das variáveis de controle mais importantes num processo produtivo de uma empresa a serem controladas são: o nível de fluidos, sua vazão, viscosidade, pressões etc., ou seja, o estudo de fenômenos de transporte. Todas as empresas, em algum momento em seu processo, envolverão uma dessas variáveis, seja na produção diretamente ou na sua infraestrutura. Assim sendo, enfrentar este desafio os ajudara a agregar competências e conceitos e estarão presentes em seu dia a dia como engenheiro.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 DESAFIO

Joao Paulo e sua família saíram de viagem em uma caminhonete, no sábado às 10h, de sua casa, na cidade de São Paulo, em direção a praia na cidade de Santos. Durante a viagem, Joao, em virtude dos barulhos de seus filhos Lucas (7 anos) e Matheus (14 anos), não percebeu que a sinalização do sensor de seu tanque de gasolina mostrava que o combustível estava terminando, e só notou o ocorrido quando o carro (consome 1 litro de gasolina a cada 8 km rodados) apresentou problemas, e não havia qualquer posto de combustível por perto; portanto, Joao Paulo não poderia prosseguir sua viagem. Um grupo de jovens que passava pelo local, com um carro, resolveu parar e fornecer um pouco de combustível para que Joao conseguisse chegar ao posto mais próximo. Esse grupo possuía um tanque quase cheio de gasolina, que, quando completo, chega a 60 litros. O grupo teve a seguinte ideia: “Por que não utilizar uma mangueira (que Joao Paulo possuía em seu porta-malas para lavar o carro) e criar um sistema de bombeamento do carro para uma garrafa PET, e, assim, fornecer a quantidade necessária para que Joao Paulo consiga chegar ate o próximo posto de combustível, localizado a 24 km do local?”.

2.2 ETAPA 1

2.2.2 PASSO 1- Pesquisar em livros da área as numerosas aplicações da mecânica dos fluidos num automóvel, principalmente quanto aos componentes associados ao transporte de combustível.

R = Os fluidos estão presentes: no tempo e clima; veículos: automóveis, trens, navios, aviões, etc.; meio ambiente; fisiologia e medicina; esportes e recreação; muitos outros exemplos.

Um fluido possui duas propriedades relevantes em um estudo de escoamento, sua densidade _ e sua viscosidade μ. Devido à viscosidade do fluido há uma regra básica da mecânica dos fluidos que é, independente do escoamento, a condição de não escorregamento do fluido na superfície do corpo. Isso significa que, não interessa qual seja a velocidade do fluxo, qual seja a geometria da superfície, na superfície do corpo a velocidade relativa do fluido será sempre zero.

Segundo Katz (2005), em um veículo trafegando a uma velocidade de aproximadamente 100 Km/h, por exemplo, é comum observar a espessura da camada limite variar desde poucos milímetros na região frontal até diversos centímetros na região do teto.

Assim a disciplina mecânica dos fluidos demonstra a sua importância no contexto pratico que envolve o dia a dia das pessoas nos âmbitos social, econômico, industrial e tecnológico, e em especial na indústria automotiva.

O consumo de gasolina em automóveis esta ligada ao movimento de arrasto, este que e compreendido como a forca que um fluido em movimento exerce na direção do escoamento.

A figura1 abaixo exemplifica a distribuição de velocidades na camada limite do escoamento de um fluido sobre uma placa plana. Fator de estudo indispensável para se projetar a aerodinâmica de um automóvel.

[pic 1]

Figura 1: Distribuição de velocidade no escoamento sobre uma placa plana

(RACE CAR AERODYNAMICS, 2005).

Quando a mangueira é ligada ao pneu, a coluna de líquido do manômetro se desloca: no ramo esquerdo, o líquido é empurrado para baixo e, consequentemente, sobe no ramo da direita. Por que isso acontece? Porque a pressão no interior do pneu é maior do que a pressão atmosférica, e por isso empurra o líquido até atingir o equilíbrio. Pelo princípio de Stevin, dois pontos de um líquido, situados numa mesma profundidade, têm a mesma pressão, portanto a pressão no ponto indicado pela letra y é igual à pressão indicada no ponto indicado pela letra x. A pressão no ponto y corresponde à pressão do gás no interior do pneu (ppneu), e esta corresponde à pressão no ponto x. Assim: A pressão no ponto x é a pressão atmosférica mais a pressão da coluna de líquido acima daquele ponto.

2.2.3 PASSO 2 – a)

Explicar como deve ser iniciado o bombeamento, uma vez que: Matheus sugeriu que a garrafa deve ser colocada no chão (até por uma questão de segurança); João Paulo acredita que a garrafa deve ser colocada no nível do tanque para facilitar o escoamento; e o grupo de jovens acredita que a garrafa deva ser colocada acima do nível do tanque de gasolina, como modo de capturar os vapores do combustível.

R = A alternativa proposta pelo Matheus demonstra ser a mais viável para este caso. A boca seria usada como uma bomba, sugando a gasolina do tanque de combustível e fazendo com que haja o escoamento do fluido pela mangueira. Com o fato de a garrafa estar no chão proporcionaria a diferença de altura tanque x garrafa e haveria a facilidade no escoamento do fluido.