ATIVIDADE 3 - ANÁLISE DE SISTEMAS DE POTÊNCIA - 54/2023
1 - O estudo do fluxo de carga desempenha um papel fundamental no campo da engenharia elétrica e no planejamento, operação e manutenção de sistemas elétricos de potência. Trata-se de uma análise essencial para garantir que a eletricidade flua de maneira eficiente e confiável através da rede elétrica, atendendo às demandas dos consumidores e mantendo a estabilidade do sistema.
O fluxo de carga refere-se à distribuição e à quantidade de eletricidade que circula nas linhas de transmissão, subtransmissão e distribuição, e a compreensão desse processo é crucial para evitar sobrecargas, prevenir interrupções no fornecimento de energia e facilitar o planejamento da expansão da rede elétrica, particularmente em um contexto de crescente adoção de fontes de energia renovável e demanda crescente de eletricidade.
Elaborado pelo professor, 2023.
Dado o seguinte diagrama unifilar de um sistema elétrico de potência, monte a matriz admitância do problema (valores apresentados em PU).
Fonte: BENEDITO, Raphael Augusto de Souza. "Diagrama de Impedâncias e Matriz de Admitância de um Sistema Elétrico." Apresentação de slides. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), 2015
2 - O estudo do fluxo de carga desempenha um papel fundamental no campo da engenharia elétrica e no planejamento, operação e manutenção de sistemas elétricos de potência. Trata-se de uma análise essencial para garantir que a eletricidade flua de maneira eficiente e confiável através da rede elétrica, atendendo às demandas dos consumidores e mantendo a estabilidade do sistema.
O fluxo de carga refere-se à distribuição e à quantidade de eletricidade que circula nas linhas de transmissão, subtransmissão e distribuição, e a compreensão desse processo é crucial para evitar sobrecargas, prevenir interrupções no fornecimento de energia e facilitar o planejamento da expansão da rede elétrica, particularmente em um contexto de crescente adoção de fontes de energia renovável e demanda crescente de eletricidade.
Elaborado pelo professor, 2023.
Com relação ao estudo de fluxo de carga, escreva qual a sua importância para a segurança de sistemas elétricos de potência e como ele contribui para o planejamento da expansão da rede elétrica.
ATIVIDADE 3 - AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL - 54/2023
Em um dado processo de fabricação de alimentos a temperatura da água deve ser constante em 90 °C (este é o valor desejado ou setpoint – “SP”) e para isso é utilizado um trocador de calor onde o vapor de água com temperatura de 350 °C (oriundo de uma caldeira que opera 16 h por dia queimando neste período 1 tonelada de combustível), é aplicado para que ocorra a troca térmica no interior de um reator onde a água entra à temperatura ambiente e sai com a temperatura desejada, desde que o sistema seja controlado pelo CLP, onde é mensurada a temperatura de saída, definida como variável de processo “PV”. O CLP por sua vez controla o ângulo de abertura da válvula proporcional em função da temperatura de saída. Este ângulo de abertura, que produz como resultado a vazão de vapor de entrada no sistema, definimos como “MV” ou variável manipulada. Em resumo: o controlador “lê” o valor da temperatura e calcula qual o ângulo de abertura a válvula (MV) deve assumir, em função da diferença entre o valor do SP e o valor da PV. Assim a água de entrada à temperatura ambiente é condicionada à temperatura desejada de 90 °C.
Fonte: o professor.
Para o processo citado, determine como ocorre a integração dos dados em um sistema computacional, explicando como se dá o processo de conversão de dados em informações citando os elementos do processo.
ATIVIDADE 3 - FUNDIÇÃO E SOLDAGEM - 54/2023
Sabemos que existem diversos processos de fundição com características diferentes, sendo cada processo indicado e utilizado em situações adequadas e específicas. Existem processos, por exemplo, que permitem a fusão do aço enquanto alguns outros processos não chegam a tal temperatura de fusão. Há ainda aqueles processos mais precisos dimensionamentos, em outra via, existem aqueles mais grosseiros.
Imagine agora que você está liderando o projeto de um sistema de comando de válvulas que irão compor uma máquina funcionando a gasolina. A peça possui massa igual a 10,0 quilos e seu material é FFN (ferro fundido nodular).
Você necessitará produzir cerca de 200 unidades desta peça por dia para suprir sua linha de produção. Vale ressaltar que é desejo do seu gerente que a peça já seja produzida com bom acabamento superficial, evitando o despendimento de tempo em processos de usinagem para acabamento. A imagem abaixo ilustra a peça a ser produzida.
Figura 1 – Peça produzida com ferro fundido nodular.
Fonte: Autoria própria.
Dado o cenário e diante do seu conhecimento, responda:
a) Qual é o processo de fundição mais indicado para a produção em questão?
b) Por qual/quais motivo(s) você escolheu o processo de fundição citado na resposta anterior?
c) Explique como funciona o processo de fundição determinado.
ATIVIDADE 3 - GESTÃO DA QUALIDADE - 54/2023
As ferramentas gerenciais da qualidade são estabelecidas para auxiliar a empresa na obtenção de dados para identificar as necessidades que somente as ferramentas básicas da qualidade não conseguem identificar. Assim, ao utilizar as ferramentas gerenciais, as empresas podem alcançar os seus objetivos com maior eficiência com resultados mais precisos. Assim, para que os objetivos sejam alcançados, são sugeridos princípios para a criação das ferramentas gerenciais e práticas para auxiliar as equipes do setor da qualidade.
Moura, J.B. Gestão da Qualidade – Maringá-Pr.: UniCesumar, 2021
De acordo com o conteúdo apresentado no livro texto sobre as ferramentas gerenciais, responda:
1 – Quais foram as práticas sugeridas para o desenvolvimento das ferramentas gerenciais da qualidade?
2 – No livro texto foram apresentadas cinco (05) práticas para auxiliar as equipes da
qualidade. Quais foram elas?
3 – Quais são as sete ferramentas gerenciais da qualidade?
4 – Dentre as sete (07) ferramentas gerenciais da qualidade, qual você considera a mais importante? Descreva resumidamente, em no máximo cinco (05) linhas, a aplicação da ferramenta escolhida.
ATIVIDADE 3 - MÁQUINAS DE FLUXO - 54/2023
EXERCÍCIO 1: Qual é o princípio de funcionamento da geração de energia através das turbinas hidráulicas? Cite exemplos de turbinas e suas faixas de aplicação.
EXERCÍCIO 2: Em um projeto de turbinas hidráulicas, o primeiro passo a ser dado e determinar o tipo de máquina a ser dimensionada, ou seja, qual tipo de turbina será utilizado em certo empreendimento hidrelétrica para geração de energia. O método para fazermos esta escolha e encontrar o valor da velocidade de rotação especifica,
Onde: nqa = velocidade de rotação especifica (adimensional) n = rotação do rotor (rps) Q= vazão de projeto (m3/s) Y = salto energético especifico (J/kg) O salto energético pode ser obtido pela seguinte relação: Y = g.h Onde: g = gravidade (9,8 m/s²) h = altura de queda (m) Uma turbina opera com uma queda de 15m e rotação do rotor de 900rpm, onde o fluido escoa a uma velocidade de 2m/s em um conduto com 1m de diâmetro. Qual é a velocidade de rotação específica para essa condição?
EXERCÍCIO 3: Cite uma vantagem e aplicação das Bombas de deslocamento positivo em relação às bombas centrífugas.
EXERCÍCIO 4: Quais são os parâmetros de projeto influenciam na vazão de uma bomba de engrenagens?
EXERCÍCIO 5: A cavitação é um efeito indesejável que ocorre em máquinas de fluidos, explique o que é este fenômeno e quais são os possíveis danos.
EXERCÍCIO 6: Como podem ser classificadas as bombas de deslocamento positivo? Cite exemplos de cada tipo.
ATIVIDADE 3 - MODELAGEM DE SISTEMAS AUTOMATIZADOS - 54/2023
Como engenheiro, foi-lhe designado o dever de modelar um sistema de seleção de temperatura de um processo em Redes de Petri. O funcionamento deve ser o seguinte:
- A modelagem deve consistir somente na leitura e seleção do sinal de temperatura dos sensores;
- Serão dois sensores apenas, e não importa o valor de leitura dos sensores, uma vez que será modelada apenas a seleção de qual dos sensores enviará o sinal para o processo.
- A etapa 1 iniciará populada e deverá ser novamente populada ao final de cada ciclo de seleção.
- Caso um dos dois seja selecionado, deve ocorrer a transição referente ao sinal selecionado.
- Ao fim da transição do sensor selecionado, uma etapa única será selecionada, sendo esta a última do ciclo de seleção.
- Não há a hipótese dos dois sensores serem selecionados ao mesmo tempo, e não é necessário que a seleção dos sensores se mantenha ativa.
ATIVIDADE 3 - SIMULAÇÃO DE PROCESSOS PRODUTIVOS - 54/2023
Uma padaria localizada em um bairro movimentado, coletou durante uma manhã 30
amostras de tempo de três processos: chegada dos clientes, atendimento no balcão e
atendimento no caixa. O atendente fica no balcão, recebe os pedidos dos clientes,
coleta os pães, massas, entre outros alimentos conforme o pedido. O operador de
caixa realiza o processo de cobrança no local, antes do cliente sair.
Os dados coletados em minutos, estão apresentados na Tabela abaixo:
Tabela 1 – Dados coletados na padaria (minutos).
Os dados da Tabela 1 também estão disponíveis em:
Utilizando a ferramenta do software ARENA, conhecida como Input Analyzer, encontre:
- A expressão que melhor ajusta os dados de cada processo;
- A expressão gerada com maior erro quadrático de cada processo;
- A expressão TRIANGULAR gerada que representa cada processo.
Preencha o quadro abaixo e em seguida evidencie suas respostas com imagens
geradas no software ARENA ao utilizar a ferramenta Input Analyzer.
ATIVIDADE 3 - USINAGEM E CONFORMAÇÃO - 54/2023
A disciplina aborda os processos fundamentais envolvidos na fabricação de peças e componentes mecânicos. Esses processos são essenciais para transformar matérias-primas em produtos finais, atendendo a requisitos específicos de forma, tamanho e acabamento. Com o conhecimento adquirido realize as seguintes atividades de estudo:
- Calcule o raio de dobramento mínimo para uma chapa de 0,5 mm com alongamento longitudinal máximo de 40%. Explique o que acontece caso esse raio mínimo não seja obedecido.
- A conformação plástica de metais é um processo de fabricação que consiste em alterar a forma do metal sem causar rupturas ou fraturas em sua estrutura. Esse processo é utilizado para produzir uma ampla variedade de peças, desde objetos simples até peças complexas com geometrias complexas. E, na técnica de fabricação de peças por conformação plástica a partir de chapas, o processo de corte da chapa sempre está presente. Para realizar o corte, utilizam-se os processos de corte por estampagem e por cisalhamento.
Explique o processo de fabricação de cada um.
- Diferencie os processos de usinagem convencional (torneamento, fresamento e furação) em relação aos movimentos de corte, avanço, profundidade, ferramenta e dos materiais possíveis de usinar.
- Os processos de usinagem são importantes e, muitas vezes, necessários para obter tolerâncias dimensionais mais precisas e acabamentos superficiais de alta qualidade. Isso ocorre porque outros processos de modelagem, como fundição, modelagem e metalurgia do pó, podem não fornecer a precisão e o acabamento desejados para determinadas peças. Sobre o acabamento superficial, como podemos avaliá-lo em uma peça usinada e quais são os parâmetros de processo que influenciam a sua qualidade?
