Análise de uma máquina para conversão termomecânica de energia baseada em ligas com memória de forma

Abstract

As ligas com memória de forma (Shape Memory Alloys - SMA) consistem de um grupo de materiais metálicos que possuem a habilidade de retornar a um formato ou tamanho previamente definido quando submetidas a um ciclo termomecânico adequado. O efeito memória de forma ocorre devido a mudanças na estrutura cristalina do material, dependentes da temperatura e/ou da tensão às quais estão sujeitas tais ligas. A característica principal destes materiais é a habilidade de sofrer grandes deformações e, em seguida, recuperar sua forma original quando a carga é removida ou o material é aquecido. Essas ligas podem ser usadas para construir desde atuadores leves e silenciosos até máquinas térmicas. O desenvolvimento de aplicações que utilizam SMA desperta a atenção para os mais diversos campos da engenharia. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho é desenvolver uma análise de uma máquina térmica baseada em SMA e, a partir daí, avaliar a aplicabilidade do princípio empregado nesta máquina para desenvolver um protótipo vislumbrando sua aplicação no aproveitamento da energia térmica de gases de escape automotivo. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The shape memory alloys - SMA are a group of metallic materials that have the ability to return to a previously defined shape or size when subjected to an appropriate thermal procedure. The shape memory effect happens due to changes in the crystal structure of the material, depending on temperature and tension to which it is subject. The main feature of these materials is the ability to undergo large deformations and then recover its original shape when the load is removed or the material is heated. It can be used to build from silent and light actuators to heat machines. The development of SMA applications draws attention to several engineering fields. In this context, the objective of this work is to analyze the SMA based heat machine and, from that, evaluate the applicability of its principle to develop a prototype that benefits from the thermal energy from exhaust gases of an automobile.