Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do

Pará

Campus Industrial de Marabá

RELATÓRIO DA CONSTRUÇÃO DO FORNO

ELÉTRICO

Discente:

Lendel dos Santos Rodrigues

Mosaniel Avelino de Souza

Arisneto Evangelista Coelho de Sousa

Joabe Pereira dos Santos

Aldeny Cantanhede Almeida

Marcelo Leal dos Santos

Marcio Noronha

Marabá-PA

Março de 2014

Disciplinas Pendentes

Lendel dos Santos Rodrigues – Desenho Tec. Mecânico, Elementos de Maquinas.

Mosaniel Avelino de Souza – Fund. Térmicos Aplicados, Elementos de Maquinas.

Arisneto Evangelista Coelho de Sousa – Fundamentos Térmicos Aplicados.

Joabe Pereira dos Santos – Fund. Térmicos Aplicados, Desenho Tec. Mecânico.

Aldeny Cantanhede Almeida - Fund. Térmicos Aplicados, Desenho Tec. Mecânico.

Marcelo Leal dos Santos – Fund. Térmicos Aplicados, Desenho Tec. Mecânico.

Marcio Noronha - Fund. Térmicos Aplicados, Desenho Tec. Mecânico.

Sumário

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................3

2 MATERIAIS E MÉTODOS ......................................................................................4

2.1 MATERIAIS ............................................................................................................4

2.1.1 BOMBA ELÉTRICA DE COMBUSTÍVEL ....................................................4

2.1.2 TIJOLO REFRATÁRIO PARA ALTAS TEMPERATURAS .........................5

2.1.3 MASSA REFRATARIA ...................................................................................6

2.1.4 FONTE DE ALIMENTAÇÃO DE COMPUTADOR ......................................7

2.1.5 PRESSOSTATO ...............................................................................................8

2.1.6 DESENHO MECÂNICO ..................................................................................9

2.2 MÉTODOS ............................................................................................................10

3 RESULTADOS E DISCURSSÕES .............................................................................14

4 CONCLUSÃO ..............................................................................................................15

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .........................................................................16

Lista de Figura

Figura 1 – Bomba elétrica de Combustível. Fonte: Motoreport. ...................................... 4

Figura 2 – Tijolos Refratários. Fonte: Refratil. ................................................................ 6

Figura 3 – Fonte de Alimentação. Fonte: Informática.hsw. ............................................. 7

Figura 4 - Interior de uma fonte de alimentação. Fonte: Informática.hsw. ...................... 8

Figura 5 – Pressostato. Fonte: Aprender Eletrônica. ........................................................ 9

Figura 6 – Desenho Mecânico do Forno. ......................................................................... 9

Figura 7 – Forno elétrico. ............................................................................................... 10

Figura 8 – Vista Interna do Forno Elétrico. .................................................................... 10

Figura 9 – Suporte de Ferro para Caixa com Líquido refrigerador. ............................... 11

Figura 10 – Algumas das Ferramentas Usadas na construção do forno elétrico. ........... 11

Figura 11 – Equipamentos elétricos utilizados: fonte, bomba elétrica e pressostato. .... 12

Figura 12 – Ligação elétrica dos aparelhos eletrônicos. ................................................. 12

Figura 13 – Balde Plástico de Tinta................................................................................ 13

Figura 14 – Instalação da tubulações do deposito de retorno. ........................................ 13

3

1 INTRODUÇÃO

Este trabalho foi realizado como relatório da construção do forno elétrico, ao

qual tem por objetivo colaborar com o aprendizado dos alunos em aulas teóricas feitas

em sala de aula para melhor compreensão dos assuntos abordados. Todo processo de

construção, ou seja, todas as etapas tiveram acompanhamento técnico sendo

supervisionado pelo professor responsável.

Com o aprendizado das técnicas em sala de aula foram utilizados em prática no

laboratório de mecânica, aproveitamento das disciplinas: elementos de máquinas,

desenho técnico, fundamentos térmicos aplicados, eletroeletrônica, maquinas

hidráulicas, mecânica dos fluidos, são algumas dos conhecimentos adquiridos que

serviram como suporte ao projeto desenvolvido.

Para a construção do forno elétrico foram utilizados materiais como caixa de

isopor, bomba de gasolina elétrica veicular, tijolos refratários, fonte de computador e etc.

4

2 MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 MATERIAIS

2.1.1 BOMBA ELÉTRICA DE COMBUSTÍVEL

O combustível é sugado do tanque através de uma bomba elétrica, que fornece o

combustível sob pressão a um tubo distribuidor onde estão fixadas as válvulas de

injeção (Fig 1).

A Bomba fornece mais combustível do que o necessário, a fim de manter no

sistema de combustível a pressão necessária para todos os regimes de funcionamento do

motor. O excedente retorna ao tanque. A bomba elétrica de combustível não apresenta

nenhum risco de explosão, pois internamente não ocorre nenhuma mistura em

condições de combustão.

Figura 1 – Bomba elétrica de Combustível. Fonte: Motoreport.

5

A bomba de combustível é isenta de manutenção. Deve ser testada e substituída

quando necessário.

No sistema Motronic a bomba pode ser montada dentro do tanque de

combustível (In Tank).

Dependendo do veículo pode também ser montada fora do tanque de

combustível (In Line).

A bomba de combustível “in tank” possui um pré-filtro em sua extremidade, que

filtra o combustível antes da passagem pela bomba, impedindo que possíveis impurezas

contidas no tanque possam comprometer o funcionamento da mesma. O pré-filtro da

bomba de combustível é um componente fundamental para assegurar o perfeito

funcionamento do sistema.

Principais características

Pressão: A pressão é necessária para que o bico de injeção funcione

corretamente

Vazão: É necessária para não ter uma perda de pressão, mesmo em regime mais

forçados (aceleração, diferenças climáticas). O excedente do liquido volta ao

tanque.

2.1.2 TIJOLO REFRATÁRIO PARA ALTAS TEMPERATURAS

O tijolo refratário é um tipo de tijolo especial projetado para uso em ambientes

de alta temperatura, incluindo fornos e fornalhas. Várias empresas fabricam tijolos

refratários em uma variedade de formas, tamanhos e estilos, sendo que

este suprimento industrial pode ser encomendado diretamente pelo fabricante ou por

intermédio de empresas que fornecem materiais destinados ao processamento térmico.

A alta qualidade dos modelos de tijolos refratários tem uma série de características que

tornam esses materiais muito eficientes.

A principal característica dos tijolos refratários é que ele pode suportar

temperaturas muito altas sem falhar, trincar ou se quebrar. Esse tipo de tijolo para altas

6

temperaturas também tende a apresentar baixa condutividade térmica, já que é projetado

para deixar os ambientes mais seguros e eficientes. É um material que pode ser denso ou

poroso, dependendo do design e da utilidade pretendida (Fig. 2).

2.1.3 MASSA REFRATARIA

É uma pasta selante de alta qualidade, que cura para formar uma junta

extremamente rígida. Foi desenvolvido especialmente para a resistência de altas

temperaturas se mantendo estável até 1500°C. Sendo indicado exclusivamente

para vedações em fogões, fornos e churrasqueiras, onde normalmente se alcançam altas

temperaturas.

Características:

Aplicação muito fácil;

Excelente trabalhabilidade;

Não contém solventes em sua composição;

Isento de amianto;

Não esfarela ou racha após a cura;

Resistentes a altas temperaturas até 1500°C;

Zero concentração de COV.

Figura 2 – Tijolos Refratários. Fonte: Refratil.

7

Dados técnicos do Produto:

Base Silicato de sódio

Consistência Pasta estável

Cor Preto

Sistema de cura Secagem física

Densidade Ca. 1,82g/ml

Temperatura de serviço Maximo 1500°C

Movimento máximo

admissível

Insignificante

2.1.4 FONTE DE ALIMENTAÇÃO DE COMPUTADOR

Em um computador, a fonte de alimentação é uma caixa de metal posicionada

geralmente no canto do gabinete. Ela é visível na parte de trás da maioria dos

equipamentos, e nela estão o conector do cabo de força e a ventoinha (Fig. 3).

Esta é uma fonte de alimentação retirada do gabinete de um computador. O

pequeno interruptor vermelho, à direita, em cima do conector do cabo de força, serve

para trocar a voltagem, de acordo com sistemas adotados em diferentes países (Fig. 4).

Figura 3 – Fonte de Alimentação. Fonte: Informática.hsw.

8

As fontes de alimentação, geralmente chamadas de "fontes chaveadas", usam a

tecnologia do chaveamento para converter a tensão alternada (AC) em tensão contínua

(DC) de nível mais baixo. Os níveis típicos de tensões de alimentação são:

3,3 volts

5 volts

12 volts

Os circuitos digitais utilizam tensões de 3,3 e 5 volts, enquanto a tensão de 12

volts é utilizada para fazer funcionar os motores dos drivers de disco e das ventoinhas.

A especificação principal de uma fonte de alimentação é o watts. Um watt é o produto

da voltagem em volts pela corrente em ampères.

2.1.5 PRESSOSTATO

O pressostato é um instrumento de medição de pressão geralmente constituído

por um sensor, chaves de posições e algum mecanismo de ajuste de set-point (Fig. 5).

Figura 4 - Interior de uma fonte de alimentação. Fonte: Informática.hsw.

9

Em relação ao intervalo de desarme dos pressostatos, podem oferecer apenas um

ponto de ajuste (tipo Diferencial Fixo) ou podem oferecer ajuste e alteração do setpoint

em intervalos regulados (tipo Diferencial Ajustável).

2.1.6 DESENHO MECÂNICO

O forno foi feito de acordo com o planejado no projeto, o desenho mecânica

descreve a sua estrutura e medidas.

Figura 5 – Pressostato. Fonte: Aprender Eletrônica.

Figura 6 – Desenho Mecânico do Forno.

10

2.2 MÉTODOS

O forno elétrico foi instalado para criação de novas ligas de alumínio níquel, ou

seja, abrindo a oportunidade aos alunos de mecânica em visualizar os processos que

ocorrem durante a fundição dos materiais (Fig. 6).

4 Resistências de 400 W cada, foram instalados dentro do forno para

proporcionar o aquecimento do lingote. Abaixo do forno foi feito uma pequena abertura

para refrigeração da superfície sólida do lingote que será sofrerá resfriamento através de

fluido liquido forçado Unidirecionalmente, para formação dos grãos, onde será feita

toda analise da microestrutura do material (Fig. 7).

Figura 7 – Forno elétrico.

Figura 8 – Vista Interna do Forno Elétrico.

11

Para o fornecimento do liquido utilizado para refrigerar o forno elétrico foi feita

uma base com barras de ferro, para suporte de uma caixa de isopor de 100 L. A

refrigeração usará o principio de pascal, ou seja, pressão do liquido através do uso da

gravidade. A diferença de altura fara com que o liquido tente se equilibrar com a altura

da região de interesse descendo com pressão (Fig. 8).

Foram utilizadas ferramentas mecânicas para e elétricas para ajuste e construção

de todo o equipamento (Fig. 9).

Figura 9 – Suporte de Ferro para Caixa com Líquido refrigerador.

Figura 10 – Algumas das Ferramentas Usadas na construção do forno elétrico.

12

Para ligação da bomba elétrica de combustível e do pressostato foram utilizados

2 fontes de computador por fornecer a tensão desejada para ligar os aparelhos elétricos .

Todo o circuito elétrico foi testado com o uso de um multímetro para fazer a

leitura correta de rede elétrica, para não haver curto-circuito, e o mal funcionamento dos

aparelhos (Fig 10).

Foi feita todas as prevenções corretas para uso dos aparelhos corretamente como

a ligação elétrica para o funcionamento e a configuração do mesmo através da utilização

do manual fornecido pelo fabricante (Fig 11).

Figura 11 – Equipamentos elétricos utilizados: fonte, bomba

elétrica e pressostato.

Figura 12 – Ligação elétrica dos aparelhos

eletrônicos.

13

Para deposito de retorno do líquido utilizado para refrigerar a superfície sólida

do lingote foi aproveita um balde plástico de tinta (fig. 12). A bomba elétrica e colocada

dentro do balde plástico para aproveitamento do liquido depositado oriundo da caixa

liquida, sendo o mesmo reutilizado para refrigerar novamente, formando um ciclo de

refrigeração.

Para direcionar o fluxo do liquido refrigerante que ao passar pelo forno retirando

calor do lingote, foi instalado tubulações com utilização de joelhos com ângulo de 90

Graus ligando direto com o deposito de retorno.

Figura 13 – Balde Plástico de Tinta.

Figura 14 – Instalação da tubulações do deposito de retorno.

14

3 RESULTADOS E DISCURSSÕES

A construção do forno elétrico será utilizado para futuras aplicações dos alunos

em projetos de pesquisa, estudos de novas ligas metálicas, até mesmo para

conhecimento prático de como se construir um forno elétrico utilizado equipamentos

elétricos e mecânicos.

O pressostato fornecerá os dados de pressão para calculo de vazão da quantidade

de liquido enviada para analise em minutos.

Conhecimentos de soldagem foram postos em práticas, de construção de projetos

mecânicos durante toda a construção do forno elétrico.

O funcionamento do forno estará em funcionamento para atingir a temperatura

desejada onde será feita a leitura do mesmo. Será feito o estudo da temperatura utilizada

para fundir os materiais sobre um o intervalo de tempo.

15

4 CONCLUSÃO

Todo o trabalho foram realizados no laboratório de mecânica do IFPA do

campus industrial de marabá sob supervisão do Professor Msc. Eng. Mecânico Luiz

Gabriel.

O aproveitamento da disciplina com a prática torna o aprendizado e a

compressão melhor. A disciplina de fundamentos térmicos aplicados ajudara os alunos

do curso técnico em mecânica a terem melhor facilidade em resoluções de problemas da

área que envolvam elétrica, projetos mecânicos, ciências dos materiais, eletrônica,

leitura de desenho mecânico entre outros. O total domínio auxiliara o aluno para

manutenção de motores elétricos, automatização de portões mecânicos, motores de

combustão interna e etc.

16

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://www.motoreport.com.br/2010/11/como-funciona-bomba-eletrica-de.html

http://www.refratil.com.br/produto/tijolos-refratarios

http://www.casadagua.com/fabricantes/massa-refrataria/

http://informatica.hsw.uol.com.br/fonte-computador.htm

http://www.aprendereletronica.com.br/como-funciona-o-pressostato/