Mestrado integrado em engenharia mecânica

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Gabriella Câmara Bandeira
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Leite Pereira de Melo Joana Costa Leite Pereira de Melo Miguel

1 Mestrado integrado em engenharia mecânica Equipa 1M6_4 Bárbara Beatriz Chapelo Braga Bruno Alves Ribeiro de Miranda Carolina Costa Leite Pereira de Melo Joana Costa Leite Pereira de Melo Miguel Morais Trindade Rogério Filipe Ferreira Lopes 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 1

2 Comboios Vapor Diesel Elétricos Híbridos Levitação Magnética Comboio a Diesel da CP Comboio a vapor 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 2

3 Enquadramento Histórico O motor a vapor foi o dispositivo que permitiu a criação de vários sistemas de maquinagem cujo principal combustível é a água. James Watt Locomotiva a vapor 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 3

Para que a válvula deslize, é necessário uma haste de comando, geralmente conectada a uma ligação com uma

4 Funcionamento O típico motor a vapor de pistão, funciona a partir de uma válvula corrediça, cuja função é a permissão da entrada do vapor a alta pressão. Para que a válvula deslize, é necessário uma haste de comando, geralmente conectada a uma ligação com uma cambota. O vapor de seguida é libertado para a atmosfera através da chaminé. Constituição do motor a vapor Funcionamento do motor a vapor 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 4

5 Impacto na Sociedade o Transporte de mercadorias mais seguro e mais rápido; o Transporte de passageiros facilidade de acesso a locais mais remotos; o Aumento de emprego. Comboio a vapor de mercadorias Comboio a vapor- transporte de passageiros. 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 5

Baixo rendimento, cerca de 30%; Qualquer tipo de

Alta taxa de poluentes libertados; Perigo devido à

6 Baixo rendimento, cerca de 30%; Qualquer tipo de energia térmica pode ser usado na produção de vapor; Preço de compra e funcionamento elevado Não é afetado pelas grandes altitudes. Alta taxa de poluentes libertados; Perigo devido à alta pressão do vapor. Comboio a vapor 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 6

Experiência: Motor de Stirling/termodinâmico O motor de

existente dentro da camisa (lata neste caso), que depende

extremidades, ou seja, o gás expande-se quando é aquecido

Estas variações vão desencadear o movimento do êmbolo que

7 Experiência: Motor de Stirling/termodinâmico O motor de Stirling funciona através das variações de volume de gás existente dentro da camisa (lata neste caso), que depende por sua vez das variações de temperatura existentes nas extremidades, ou seja, o gás expande-se quando é aquecido e contrai-se quando é refrigerado. Estas variações vão desencadear o movimento do êmbolo que por sua vez vai provocar o movimento da cambota. 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 7

8 Motor de indução trifásico Motor de indução monofásico TGV 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 8

9 Funcionamento O motor elétrico baseia-se no princípio do eletromagnetismo. 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 9

Motor de Indução trifásico construção em duas partes o estator e o rotor; O estator é

10 Motor de Indução monofásico alta eficiência e simplicidade necessitar dum circuito secundário que o ajuda no arranque Motor de indução monofásico Motor de indução trifásico Motor de Indução trifásico construção em duas partes o estator e o rotor; O estator é fixo, fundamenta-se em enrolamentos alimentados por tensão trifásica 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 10

11 Maglev de Xangai Maglev japonês 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 11

12 Levitação eletrodinâmica (por repulsão) Levitação electroestática (por atração) Levitação supercondutora (por indução) Maglev japonês (levitação por repulsão) Transrapid (levitação por atração) Inductrack 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 12

13 Levitação por repulsão A levitação por repulsão consiste na utilização de bobinas supercondutoras colocadas no interior do comboio. Bobinas de levitação Principio de propulsão 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 13

14 Levitação por repulsão Trilho do Maglev Maglev japonês 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 14

Levitação por Atração A levitação magnética

Comboio de levitação por atração Estrutura e

15 Levitação por Atração A levitação magnética resulta da interação entre um eletroíman e um corpo ferromagnético, que origina a suspensão do corpo. Comboio de levitação por atração Estrutura e eletroímanes que se encontram no comboio 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 15

Em vez destes, utiliza apenas ímanes que não necessitam de uma refrigeração especial

16 Levitação por Indução Este tipo de levitação é o único que não necessita de eletroímanes potentes nem ímanes supercondutores. Em vez destes, utiliza apenas ímanes que não necessitam de uma refrigeração especial mas que são um pouco mais potentes do que ímanes vulgares. Esquema da cadeia de Halbach Inductrack 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 16

17 Consumo de Energia Consumo de energia de um comboio de levitação magnética é muito menor do que o consumo de energia de um comboio de alta velocidade tradicional e garantem uma eficiência maior 11/14/2014 MOTORES DE COMBOIOS 17

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