Combustiveis e Lubrificantes

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Combustiveis e Lubrificantes

  1. 1. Combustíveis Combustíveis • DEFINIÇÃO: e Substâncias, na forma líquida, sólida ou gasosa, cuja reação de oxidação (com O2) é Lubrificantes altamente exotérmica Otoniel G. L. Ferreira LIBERA GRANDE QUANTIDADE DE CALOR DER – FAEM – UFPel Combustíveis Combustíveis• CONSTITUIÇÃO: • CLASSIFICAÇÃO QUANTO À ORIGEM: Átomos de carbono e de hidrogênio (hidrocarbonetos) formando cadeias curtas ou longas VEGETAL: madeira, resíduos vegetais, carvão vegetal e metanol; A reação completa do combustível com o O2 desprende calor energia a ser aproveitada MINERAL: carvão mineral, petróleo e seus derivados; e os subprodutos gás carbônico (CO2)e água BIOQUÍMICA: obtidos por fermentação de substratos de origem orgânica (ex. álcool etílico, gás metano). Obs.: Comb. incompleta monóxido de carbono (CO) 1
  2. 2. Combustíveis DERIVADOS DO PETRÓLEO• DERIVADOS DO PETRÓLEO _GLP _queroseneO petróleo dito cru (na forma em que é extraído da jazida) _óleos combustíveisé um composto de hidrocarbonetos e impurezas _gasolina(compostos de enxofre, nitrogênio, água e areia). _diesel _óleos lubrificantesO processo de separação das diversas partes do _asfaltopetróleo é conhecido como REFINAÇÃO. _etc... FRAÇÕES DO PETRÓLEO Composição Ponto de ebulição e Frações aproximada utilização principal -162 a -75 °C Gás Combustível e matéria-prima de 1a2 natural compostos orgânicos e fabricação de plásticos -42 a 20 °C 3a4 Combustível, gás de cozinha e GLP carbonos matéria-prima de compostos orgânicos e na fabricação de borracha TORRES DE FRACIONAMENTO DE PETRÓLEO 20 a 60 °C Éter de 5a6 Solventes em lavagens a seco. O A destilação fracionada baseia-se na diferença de petróleo carbonos nome éter vem da alta volatilidade volatilidade entre os vários componentes do petróleo 2
  3. 3. 60 a 90 °C • GASOLINA: Benzina 7 a 8 carbonos Solvente orgânico Principal característica : 90 a 120 °C Nafta ou 8 a 9 carbonos Solvente e matéria-prima na - Índice de octano (IO): mede a tendência de uma ligroína industria petroquímica. gasolina a resistir à detonação; 40 a 200 °C 6 a 10 - IO da gasolina tipo C brasileira especificado pela Gasolina Combustível de motores de carbonos explosão ANP 80 - 82 octanos 10 a 16 150 a 300 °CQuerosene carbonos Iluminação, solvente, combustível - Gasolina Premium Petrobras IO de 95, menor 15 a 18 250 a 350 °C teor de enxofre e composição que evita o acúmulo deÓleo diesel carbonos Combustível resíduos no motor • GASOLINA: Outras características • GASOLINA: Determinação do Índice de Octano (IO) - Estabilidade de armazenamento - Volatilidade - n-heptano IO = 0 (zero) - Poder calorífico - Iso-octano IO = 100 - Teor de enxofre - Queima - Impurezas 3
  4. 4. • ÓLEO DIESEL: • GASOLINA: Determinação do Índice de Octano (IO)Principal característica do óleo diesel: - n-heptano IO = 0 (zero) - Índice de cetano (IC): expressa a maior ou menor - Iso-octano IO = 100 facilidade do óleo diesel entrar em ignição; • ÓLEO DIESEL: > IC mais fácil será a ignição do óleo diesel, Determinação do Índice de Cetano (IC) facilitando a partida do motor. - α-metilnaftaleno IC = 0 (zero) O índice de cetano do óleo diesel é especificado pelo - Cetano ou n-hexadecano IC = 100 ANP em no mínimo 45 cetanos (IC adequado: 40 – 60)• GASOLINA: • ÓLEO DIESEL:Determinação do Índice de Octano (IO) Outras características importantes - n-heptano IO = 0 (zero) - Ponto de névoa: temperatura na qual as substâncias - Iso-octano IO = 100 sólidas presentes no combustível começam a cristalizar-se, formando uma mistura não homogênea, influindo na partida do motor.• ÓLEO DIESEL:Determinação do Índice de Cetano (IC) Diesel de inverno Petrobras: _partida rápida e dispensa aditivos ou misturas - α-metilnaftaleno IC = 0 (zero) - Cetano ou n-hexadecano IC = 100 _comercializado no RS de maio a setembro 4
  5. 5. -Viscosidade: deve ser tal que garanta um bom COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS funcionamento do sistema de injeção dos motores. _Diminuição dos custos de produção -Teor de enxofre: _Apelo ambiental _Causa corrosão _combustíveis menos poluentes _Formação de óxidos de enxofre compostos _fontes renováveis altamente poluentes premissas a considerar: _Em contato com a umidade do ar ácido sulfúrico chuvas ácidas _Balanço energético positivo; _Inalteração dos motores e, - Teor de impurezas: água, sedimentos e cinzas _Utilização da atual infra-estrutura estocagem e distribuição ÁLCOOL ETÍLICO GÁS NATURALObtido por fermentação alcoólica de um substrato - Extraido junto com o petróleovegetal (cana-de-açúcar no Brasil) e posterior destilação.- Difícil ignição - Encontrado acumulado em rochas porosas no subsolo- Alto consumo - Necessidade de transformar o motor para ciclo Otto pela adição de velas de ignição- Necessidade de transformar o motor para ciclo Otto pela adição de velas - Necessidade de instalação de tanques para ode ignição e carburador armazenamento do combustível 5
  6. 6. BIODIESEL Utilização _Inicialmente em misturas com óleo mineral_Combustível biodegradável derivado de definidas pela ANPfontes renováveis que estimulados por umcatalisador reagem quimicamente com _Mesclas são identificadas pela letra B, seguida doetanol ou metanol transesterificação percentual de biodiesel na mistura B5 = 5% de biodiesel e 95% de diesel mineral_Sub-produto glicerina Bn = ... B100 = biodiesel puro_Fontes vegetais oleaginosas como _Permitido atualmente: 2%mamona, dendê, giralssol, babaçu, soja e _Em 2008 2% obrigatório e 5% permitidoalgodão _A partir de 2013 obrigatório 5% Não são biodiesel óleos vegetais puros (soja, mamona, girassol) e óleos reutilizados (frituras) ARMAZENAMENTO E MANIPULAÇÃO Podem ser utilizados mas não são biodiesel Prejuízos decorrentes do uso de óleo diesel contaminado: Podem servir de matéria-prima para biodiesel Não passaram pelo processo de transesterificação - Desgaste do sistema de alimentação; - Aumento do consumo de combustível; Problemas de características físico-químicas - Perda de potência e, (viscosidade, densidade e formação de depósitos - Aumento do custo de manutenção do motor. carbonosos) 6
  7. 7. NA PROPRIEDADE RURAL O ÓLEO DIESEL PODE SER ARMAZENADO DAS SEGUINTES FORMAS: Respiro Tampa Em grandes reservatórios(acima ou abaixo do solo) Bomba Geralmente cilíndricos Instalados com declividades na Filtrodireção de sua maior dimensão Dreno Em reservatórios móveis que Esquema de um reservatório acima do nível do soloalém de armazenarem podemtransportar o combustível Em tambores Forma correta de armazenamento de combustíveis em tambores dispostos horizontalmente e verticalmente Tomar cuidados adicionais: - não utilizar tambores feitos de chapas galvanizadas; - jamais jogar os tambores de caminhões ou carretas; - não deixar os tambores ao relento; - não mover o tambor antes do abastecimento 7
  8. 8. RECEBIMENTO DE NOVAS REMESSAS DE MEDIDAS DE SEGURANÇA REFERENTE AO COMBUSTÍVEL LOCAL DE ARMAZENAMENTO Armazenar em local de pouco Deixar em repouso por, no mínimo, 36 horas antes de movimento, distante das demais instalações da propriedade e de fontes deutilizá-lo permitir a decantação das impurezas calor Abastecer o trator ao final da jornada de trabalho e Instalar placas de advertência:com o motor ainda quente devido a condensação de “Não Fume”, “Perigo”, “Inflamável”água junto às paredes internas do tanque de combustível Instalar extintores de incêndio em locais visíveis e de fácil acesso MEDIDAS DE SEGURANÇA REFERENTE AO LOCAL DE ARMAZENAMENTO Lubrificantes & Lubrificação DEFINIÇÃO: Manter as instalações elétricas do depósito em bom estado de conservação; Interposição de uma substância (fluida ou sólida), de propriedades adequadas, entre duas superfícies que Instalar pára-raios nas imediações do depósito; apresentem movimento relativo entre si, visando à Aterrar tanques metálicos - acima do nível do solo; redução de atrito entre essas partes. O pessoal envolvido no abastecimento deve ser instruído no combate de incêndios no local. 8
  9. 9. •Tipos de Lubrificação: ATRITO - Lubrificação sólida: Força que se opõe ao movimento, ou à tendência de Quando se emprega uma substância sólida movimento, de um corpo, oferecendo uma resistência ao grafita seu deslocamento. O atrito dos fluidos < dos sólidos- Lubrificação fluida: Quando se introduz líquido entre as superfícies em Por isso se introduz fluidos entre dois sólidos para movimento evitar que entrem em contato direto óleos minerais, derivados do petróleo Há produção do atrito fluidoO contato sólido com sólido provoca: TIPOS DE ATRITO aquecimento das partes consumo extra de energia •Com relação ao contato entre as superfícies sólidas ruído - Atrito de deslizamento: deformação Ocorre quando arrasta-se ou tenta-se arrastar um desgaste das partes Figura de duas superfícies polidas em contato corpo sobre outro. A B - Atrito de rolamento: A Ocorre entre uma superfície qualquer e um cilindro ou uma esfera. B V ist a ao m ic ro sc ó p io 9
  10. 10. • Com relação ao estado de movimento dos corpos REGRAS IMPORTANTES A RESPEITO DO - Atrito estático: ATRITO Ocorre quando o movimento ainda não se iniciou, ou seja, a força aplicada ao corpo ainda não é a força de atrito é diretamente proporcional à carga suficiente para vencer o atrito entre as superfícies. aplicada entre as superfícies ( > carga; > Fa); - Atrito cinético: a força de atrito não depende, sensivelmente, da Ocorre no momento em que se inicia o movimento velocidade relativa entre as superfícies; do corpo.Atrito cinético é normalmente inferior ao atrito estático. a lubrificação e o polimento das superfícies diminuem o atrito; a força de atrito praticamente não depende da área LEIS DO DESGASTE de contato entre as superfícies; i.e: Um caixote é arrastado pela mesma força, não importando se encontra-se sobre sua face de maior ou a quantidade de desgaste é diretamente proporcional à carga; menor área. a força de atrito de rolamento é inversamente a quantidade de desgaste é diretamente proporcional proporcional ao ∅ da esfera ou do cilindro em questão; à distância deslizante; i.e: Duas esferas de mesma massa e mesmo a quantidade de desgaste é inversamente material, aquela com maior ∅ deslocada mais proporcional à dureza da superfície. facilmente 10
  11. 11. • Tipos de lubrificantes:• Tipos de lubrificantes: a) Lubrificantes gasosos: De uso restrito, geralmente em locais de difícil a) Gasosos; penetração. b) Sólidos; Ex.: ar, nitrogênio e gases halogenados c) Líquidos; Problemas com as elevadas pressões requeridas para d) Pastosos; mantê-lo entre as superfícies e de vedação NÃO SÃO UTILIZADOS EM MÁQUINAS AGRÍCOLAS b) Lubrificantes sólidos: c) Lubrificantes líquidos: Geralmente apresentam grande resistência à Dentre os lubrificantes líquidos, os óleos pressão e a temperaturas elevadas. lubrificantes são os mais importantes. Os lubrificantes mais utilizados são: Óleos lubrificantes industriais: Se destinam à lubrificação de máquinas industriaisGrafita Bissulfeto talco mica como compressores, turbinas, bombas, etc... de molibdênio Óleos lubrificantes automotivos: Destinados à lubrificação de motores de combustão interna e sistemas de transmissão de potência 11
  12. 12. Podem ainda ser subdivididos de acordo com a sua Óleos graxos: origem e formulação Óleos orgânicos de origem animal (lanolina, banha de porco, óleo de mocotó) ou vegetal (babaçu, mamona)Óleos minerais puros: Obtidos a partir dos processos de refinação do Óleos compostos: petróleo São a base da maioria dos óleo comerciais Mistura de óleos minerais e óleos graxos visam aumentar a oleosidade dos óleos mineraisÓleos aditivados: Óleos sintéticos: São óleos minerais aos quais se adicionam Produzidos pela indústria petroquímica por síntese substâncias para reforçar ou acrescentar determinadas química atende as especificações mais severas características do óleo base (altas temperaturas, alto índice de viscosidade, etc.). Custo elevado Classificação da lubrificação Lubrificação Total: A espessura da camada lubrificante é superior à somaLubrificação Hidrostática: das alturas das rugosidades.O fluido é introduzido sob pressão, de modo a separar aspartes, fazendo com que as saliências microscópicas em - o atrito gerado é pequeno;uma e em outra superfície sejam separadas. - o desgaste insignificante C -espessura da película; A e B -altura das saliências (vistas ao microscópio Não deve existir movimento entre as partes até que o CORPO MÓVEL lubrificante seja introduzido ALubrificação Hidrodinâmica: CO filme de lubrificação entre as superfícies é formado Bpelo próprio movimento relativo destas cunha de óleo CORPO FIXO 12
  13. 13. Lubrificação Limite: Lubrificação Mista: A espessura da película é apenas igual a soma das Até que se inicie o movimento a camada de lubrificante alturas das saliências Há desgaste não tem espessura suficiente para separar totalmente as superfícies lubrificação limiteC -espessura da película; A e B-altura das saliências (vistas ao microscópio) Quando se inicia o movimento, há a formação da cunha de óleo lubrificação total CORPO MÓVEL CARGA CARGA A O CORPO ADQUIRE VELOCIDADE C INÍCIO DO MOVIMENTO B PRESSÃO HIDRODINÂMICA PARTE FIXA CORPO FIXO LIMITE TOTAL VISCOSIDADE A viscosidade é expressa em tempo (s) para determinada quantidade de óleo fluir através de um Expressa a facilidade com que um óleo escoa orifício calibrado a uma determinada temperatura. resistência interna oferecida pelas moléculas de um fluido quando se tenta movimentá-lo A B Viscosímetro Saybolt Viscosímetro cinemático 13
  14. 14. CLASSIFICAÇÃO DOS LUBRIFICANTES LÍQUIDOS Viscosidade medida a temperaturas próximas ou inferiores a 0°C óleos de inverno (série W) Numeração SAE: Agrupa os óleos lubrificantes segundo a sua 0 w, 5 w, 10 w, 15 w, 20 w e 25 wviscosidade em determinadas temperaturas. Visam a lubrificação adequada durante a partida Não considera fatores de qualidade ou desempenho Viscosidade medida a 100°C óleos de Verão. Quanto > o numero SAE > a viscosidade do óleoNão importando se o número é seguido ou não por letra 20, 30, 40, 50 e 60 Evita que as altas temperaturas de funcionamento Óleo SAE 40 é mais viscoso que um óleo SAE 20 causem um aumento no consumo e desgaste do motor VISCOSIDADE versus TEMPERATURA ÍNDICE DE VISCOSIDADE (IV) A variação da viscosidade é inversamente Indica a variação da viscosidade de um óleo em função proporcional à variação da temperatura da variação da temperatura > IV < mudança na viscosidade causada pela alteração da temperatura IV = (L – U) . 100 (L – H) onde: L – viscosidade a 37,8°C (100°F) do óleo de IV=100 H – viscosidade a 37,8°C (100°F) do óleo de IV=0 U – viscosidade a 37,8°C (100°F) do óleo em estudo 14
  15. 15. Óleos Multiviscosos Óleos que possuem alto IV pouco afetados pelo Óleo SAE 20W-50 aumento da temperatura Se comporta como um óleo Reúnem características de óleos de verão e de SAE 20 a baixas inverno simultaneamente. temperaturas e como um SAE 50 em temperaturasVantagens: altas MULTIVISCOSO - lubrificam adequadamente o motor numa faixa mais ampla de temperatura - facilitam a partida a frio - diminuem o desgaste do motor • Classificação de serviço: Classificação de serviço (API): Categoria AplicaçãoO sistema de classificação API leva em conta: Motores de aspiração natural, operando CA em condições suaves ou moderadas, Tipo de trabalho utilizando combustível de baixo teor de Tipo de motor enxofre. Características do combustível Motores de aspiração natural, operando Práticas de manutenção CB em condições suaves ou moderadas,Séries: utilizando combustível de alto teor de enxofre (1%). S: agrupa os lubrificantes para motores ciclo Otto C: reúne os lubrificantes para motores ciclo diesel CD II Motores dois tempos operando em serviço severo.Categorias (A, B, C, D, DII, E, F.4): CF.4 Motores quatro tempos de alta rotação. A: baixa classificação de serviço Supera a categoria CE quanto ao F: alta classificação de serviço consumo de lubrificante e formação de depósitos nos pistões. 15
  16. 16. Aditivos Óleos para TransmissõesProdutos usados em concentrações baixas com a Numeração SAE: 70W, 75W, 80W, 85W, 90, 140 e 250finalidade de realçar algumas qualidades dos Classificação de serviço API:lubrificantes, ceder-lhes novas ou eliminar as GL3 = Indicada para engrenagens cônicas helicoidaisindesejáveis sob condições de carga e velocidade moderadas. GL4 = Indicada para todo tipo de engrenagens antioxidantes anticorrosivos operando sob condições alta velocidade e baixo torque ou vice-versa. detergentes dispersantes agentes extrema pressão antiespumantes GL5 = Idêntica a categoria GL- 4, mas possui aditivação melhoradores de IV inibidores de ferrugem necessária para resistir também às cargas de choque. agentes antidesgasted) Lubrificantes pastosos: Desvantagens das graxas em relação aos óleos: representados pelas GRAXAS Dissipam menos calor Não lubrificam tão bem em altas velocidades Pastas homogêneas de consistência semifluida à Resistem menos à oxidaçãosólida, formadas pela combinação de um fluido (óleo Muitas vezes para relubrificar é necessário abrir olubrificante) e um espessante (sabões metálicos, argila), mancal para retirar a graxa usadacom características lubrificantes. Vantagens das graxas em relação aos óleos: Promovem melhor vedação contra a água e impurezasUtilização lubrificação de locais onde o emprego de Maior economia nos locais onde o óleo escorreóleos não seja adequado, devido à sua fluidez natural, Possuem maior adesividaderazões construtivas ou de manutenção Não necessitam de controle de nível 16
  17. 17. Principais características das graxas: Principais espessantes utilizados na formulação das Consistência (mole/dura) padronizada pela NLGI graxas: Bombeabilidade facilidade ou dificuldade em fluir - Sabão de cálcio:quando bombeada resistente ao ataque da umidade (insolúveis Ponto de gota Tº em que começa a haver separação em água)entre o sabão e o óleo baixo custoAditivos para graxas: não devem ser utilizadas em locais em que EP = Mancais que suportam carga elevada a temperatura exceda 60°C Adesividade = para locais que com vibrações ou recomendado para a lubrificação desujeitos a força centrífuga mancais de buchas, chassis de veículos e bombas d’água. Anticorrosivo= neutralizam ácidos da oxidação Antiferrugem= inibem a ação corrosiva da água- Sabão de sódio: Classificação de Consistência NLGI para graxas resistentes às altas temperaturas (90 a 120°C) solúvel em água Grau NLGI* Tipo de Graxa indicadas para a lubrificação de mancais de 000 Semifluidarolamentos e juntas universais 0 Semifluida- Sabão de lítio: 1 Muito Mole insolúveis em água 2 Mole utilizadas em locais com altas temperaturas (até 3 Média 4 Dura150°C) 5 Muito Dura muito utilizada em máquinas agrícola 6 Extra Dura *NLGI: National Lubricating Grease Institute – Instituto Nacional de Graxas Lubrificantes dos EUA 17
  18. 18. LUBRIFICAÇÃO DE MÁQUINAS E IMPLEMENTOS LUBRIFICAÇÃO DE MÁQUINAS E IMPLEMENTOSTransmissão por correntes: Transmissão por correntes:correntes de roletes de dentes Recomenda-se aplicação de óleo de média viscosidade com boas características de adesividade e antigotejamentocorrente comum ou cadeia de elos de elos livres almotoliaEixos e árvores: Engrenagens: Normalmente lubrificadas com lubrificantes líquidos por banho de óleo BUJÃO DE PREENCHIMENTO BUJÃO DE ESCAPE BUJÃO DE ESVAZIAMENTO ÓLEO 18
  19. 19. Mancais: Mancais: Mancais de rolamento Mancais de atritoComo engraxar? Equipamento para engraxar 19
  20. 20. MUITO OBRIGADO 20

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