Enunciado

Um conjunto cavalo-reboque tem uma área frontal A = 9,5   m 2 e coeficiente de arrasto C D = 0,9 . A resistência de rolamento é 6   N por 1000   N de peso do veículo. O consumo específico de combustível do motor diesel é 0,206   k g de combustível por k m / h , e a eficiência do sistema de transmissão é 92 % . A massa específica do óleo diesel é 812   k g / m 3 . Estime a economia de combustível do conjunto a 88   k m / h , se seu passo bruto for 320.400   N . Um dispositivo de carenagem aerodinâmica reduz o arrasto de 15 % . O caminhão percorre 192.000   k m por ano. Calcule o combustível economizado por ano pela carenagem do teto.

Passo 1

Utilizando a equação de Força de Arrasto:

F D = 1 2 ρ A V 2 C D

Sendo:

ρ a r = 1,22   k g / m 3 ;

A = 9,5   m 2 ;

V = 88   k m / h = 24,4   m / s ;

C D = 0,9 .

Temos:

F D = 1 2 ⋅ 1,22 ⋅ 9,5 ⋅ 24,4 2 ⋅ 0,9 = 3105   N

Passo 2

1°Caso:

Resistência do rolamento:

F R = 0,006 ⋅ W

Sendo:

W = 320.400   N .

Temos:

F R = 0,006 ⋅ 320.400 = 1922   N

A força de tração se dá:

F T = F R + F D

F T = 1922 + 3105 = 5027   N

Potência do motor:

P e = F T ⋅ V n d

 Com n d = 0,92 , temos:

P e = 5027 ⋅ 24,4 0,92 = 1 33,3   k W

Economia de combustível:

E = ρ V P e ⋅ C o n s u m o

Sendo:

ρ ó l e o = 812   k g / m 3 ;

C o n s u m o = 0,206   k g / k m / h .

Temos:

E 1 = 812 ⋅ 88 ( 133,3 ) ⋅ 0,206 = 2602   k m / m 3

Passo 3

2°Caso:

Um dispositivo de carenagem aerodinâmica reduz o arrasto de 15 % , então:

F D = 1 - 0,15 ⋅ 3105 = 2639   N

 Força de tração:

F T = F R + F D

F T = 1922 + 2639 = 4561   N

Potência do motor:

P e = F T ⋅ V n d

 Com n d = 0,92 , temos:

P e = 4561 ⋅ 24,4 0,92 = 1 11 , 3   k W

Economia de combustível:

E = ρ V P e ⋅ C o n s u m o

Sendo:

ρ ó l e o = 812   k g / m 3 ;

C o n s u m o = 0,206   k g / k m / h .

Temos:

E 2 = 812 ⋅ 88 ( 111 , 3 ) ⋅ 0,206 = 3116,6   k m / m 3

Passo 4

A economia de combustível é:

∆ E E 2 = E 2 - E 1 E 2 = 3116,6 - 2602 3116,6 = 0,165

A economia de combustível é de 16,5 %

Resposta

A economia de combustível é de 16,5 %

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