Tanque de combustível - Fuel tank

Um tanque de combustível (também chamado de tanque de gasolina ou tanque de gás ) é um recipiente seguro para fluidos inflamáveis . Embora qualquer tanque de armazenamento de combustível possa ser assim chamado, o termo é normalmente aplicado a parte de um sistema de motor no qual o combustível é armazenado e impulsionado ( bomba de combustível ) ou liberado (gás pressurizado) em um motor . Os tanques de combustível variam em tamanho e complexidade, desde o pequeno tanque de plástico de um isqueiro de butano até o tanque externo criogênico do Ônibus Espacial com várias câmaras .

Os tanques de combustível para bombardeiros B-25
Encha as tampas em um automóvel BMW para tanques de combustível de hidrogênio (esquerda) e gasolina (direita)

Usos

Normalmente, um tanque de combustível deve permitir ou fornecer o seguinte:

  • Armazenamento de combustível: o sistema deve conter uma determinada quantidade de combustível e deve evitar vazamentos e limitar as emissões evaporativas.
  • Enchimento: o tanque de combustível deve ser enchido de forma segura, sem faíscas.
  • Fornece um método para determinar o nível de combustível no tanque, medindo (a quantidade restante de combustível no tanque deve ser medida ou avaliada).
  • Ventilação (se a sobrepressão não for permitida, os vapores do combustível devem ser controlados por meio de válvulas).
  • Alimentação do motor (através de bomba).
  • Antecipe os potenciais de danos e forneça um potencial de sobrevivência seguro.

Plástico ( polietileno de alta densidade HDPE) como material de construção do tanque de combustível, embora funcionalmente viável a curto prazo, tem um potencial de longo prazo para se tornar saturado, pois combustíveis como diesel e gasolina permeiam o material HDPE.

Considerando a inércia e a energia cinética do combustível em um tanque de plástico sendo transportado por um veículo, o craqueamento por estresse ambiental é um potencial definitivo. A inflamabilidade do combustível torna o craqueamento por tensão uma possível causa de falha catastrófica. Deixando de lado as emergências, o plástico HDPE é adequado para armazenamento de curto prazo de diesel e gasolina. Nos EUA, tanques aprovados pelo Underwriters Laboratories (UL 142) seriam uma consideração mínima de projeto.

Construção do tanque de combustível

Tanque de combustível para o Módulo Lunar Apollo , década de 1960

Embora a maioria dos tanques seja fabricada, alguns tanques de combustível ainda são fabricados por artesãos de metal ou feitos à mão, no caso dos tanques tipo bexiga. Isso inclui tanques personalizados e de restauração para automóveis, aeronaves, motocicletas, barcos e até tratores. A construção dos tanques de combustível segue uma série de etapas específicas. O artesão geralmente cria uma maquete para determinar o tamanho e a forma precisos do tanque, geralmente feito de uma placa de espuma. Em seguida, são abordadas as questões de projeto que afetam a estrutura do tanque - como onde vão a saída, drenagem, indicador de nível de fluido, costuras e defletores. Em seguida, o artesão deve determinar a espessura, o temperamento e a liga da chapa que usará para fazer o tanque. Depois que a folha é cortada nas formas necessárias, várias peças são dobradas para criar o invólucro básico e / ou extremidades e defletores para o tanque. Os defletores de muitos tanques de combustível (principalmente em aeronaves e carros de corrida) contêm buracos iluminadores . Esses orifícios flangeados têm duas finalidades: eles reduzem o peso do tanque enquanto aumentam a resistência dos defletores. Perto do final da construção, aberturas são adicionadas para o gargalo de enchimento, coleta de combustível, dreno e unidade de envio de nível de combustível. Às vezes, esses furos são criados na casca plana, outras vezes, eles são adicionados no final do processo de fabricação. Defletores e extremidades podem ser rebitados no lugar. As cabeças dos rebites são freqüentemente brasadas ou soldadas para evitar vazamentos no tanque. As extremidades podem então ser embainhadas e soldadas, ou flangeadas e brasadas (e / ou seladas com um selante do tipo epóxi) ou as extremidades podem ser flangeadas e então soldadas. Assim que a soldagem, brasagem ou soldagem estiver concluída, o tanque de combustível é testado quanto a vazamentos.

Na indústria aeroespacial, o uso de selantes para tanques de combustível é uma aplicação comum para tanques de combustível integrais de alta temperatura. Isso oferece excelente resistência a fluidos como água, álcoois, óleos sintéticos e fluidos hidráulicos à base de petróleo.

Tanques de combustível automotivo

A distância máxima que um carro movido a motor a combustão com o tanque cheio pode cobrir é o produto da capacidade do tanque e sua eficiência de combustível (como em milhas por galão). Enquanto tanques maiores aumentam a distância máxima, eles também ocupam mais espaço e (especialmente quando cheios) aumentam o peso total, exigindo maior consumo de combustível para o mesmo desempenho. A capacidade do tanque de combustível é, portanto, o resultado de uma compensação nas considerações de design. Para a maioria dos carros compactos , a capacidade está na faixa de 45–65 litros (12–17 galões americanos); o modelo original Tata Nano é excepcional com seu tanque de combustível de 15 litros. SUVs e caminhões tendem a ter tanques de combustível consideravelmente maiores.

Para cada novo veículo é desenvolvido um sistema de combustível específico, para otimizar o uso do espaço disponível. Além disso, para um modelo de carro, diferentes arquiteturas de sistema de combustível são desenvolvidas, dependendo do tipo de carro, do tipo de combustível (gasolina ou diesel), modelos de bico e região.

Duas tecnologias são usadas para fazer tanques de combustível para automóveis:

  • Tanques de combustível de metal ( aço ou alumínio ) soldados de chapas estampadas. Embora essa tecnologia seja muito boa para limitar as emissões de combustível, ela tende a ser menos competitiva e, portanto, menos disponível no mercado, embora até recentemente os tanques de combustível automotivo fossem quase exclusivamente feitos de chapa de metal.
  • Tanques de combustível de plástico de polietileno de alta densidade (PEAD) feitos por moldagem por sopro . O HDPE moldado por sopro pode assumir formas complexas, por exemplo, permitindo que o tanque seja montado diretamente sobre o eixo traseiro, economizando espaço e melhorando a segurança em colisões. Inicialmente, havia preocupações com a baixa tenacidade à fratura do HDPE, quando comparado ao aço ou alumínio. A preocupação com a segurança e a capacidade funcional a longo prazo deve ser considerada e monitorada.

Os carros modernos costumam apresentar a abertura remota da tampa do tanque de combustível usando um motor elétrico ou cabo de liberação. Por conveniência e segurança, muitos tanques de combustível modernos não podem ser abertos manualmente ou de outra forma pelo lado de fora do carro.

Tanque reserva

Às vezes chamado de tanque de reserva é um tanque de combustível secundário (em muitos carros / bicicletas contém cerca de 15% da capacidade do tanque principal), estes são mais comumente encontrados em bicicletas, carros mais antigos (alguns sem um medidor de combustível) e veículos projetados para longa distância ou uso especial. Uma luz no painel de instrumentos indica quando o nível de combustível cai abaixo de um certo ponto no tanque. Não existe um padrão atual, embora alguns esforços sejam feitos para coletar esses dados para todos os automóveis.

Em veículos modificados para resistência, o tanque principal (o que vem com o carro) é transformado em tanque reserva e instala-se um maior. Alguns veículos 4x4 podem ser equipados com um tanque secundário (ou sub-tanque) pela concessionária.

Enviar em uma garrafa

O navio em um tanque de combustível de garrafa é um projeto de manufatura desenvolvido pela TI Automotive em Rastatt, Alemanha, em que todos os componentes de entrega de combustível, incluindo a bomba, os componentes eletrônicos de controle e a maioria das mangueiras são envoltos em um tanque de combustível de plástico moldado por sopro e nomeado após o navio tradicional quebra - cabeça mecânico em uma garrafa . A técnica foi desenvolvida para reduzir as emissões de vapor de combustível em resposta aos requisitos do Veículo com Emissão Zero Parcial (PZEV). A primeira aplicação foi para o 2005 Ford GT .

Célula de combustível de corrida

Bexiga de combustível de segurança FIA FT3 no carro de corrida Porsche GT3 Cup

Uma célula de combustível de corrida tem um revestimento externo rígido e um revestimento interno flexível para minimizar o potencial de furos no caso de uma colisão ou outro acidente que resulte em sérios danos ao veículo. É preenchido com um núcleo de espuma de célula aberta para evitar a explosão de vapor na parte vazia do tanque e para minimizar o derramamento de combustível durante a competição que pode desequilibrar o veículo ou causar fornecimento inadequado de combustível para o motor ( falta de combustível ).

Aeronave

Layout dos principais tanques de combustível de um avião moderno

As aeronaves normalmente usam três tipos de tanques de combustível: integral, removível rígido e bexiga.

  • Tanques integrais são áreas dentro da estrutura da aeronave que foram seladas para permitir o armazenamento de combustível. Um exemplo desse tipo é a " asa molhada " comumente usada em aeronaves maiores. Como esses tanques fazem parte da estrutura da aeronave, eles não podem ser removidos para manutenção ou inspeção. Painéis de inspeção devem ser fornecidos para permitir a inspeção interna, reparo e manutenção geral do tanque. A maioria das grandes aeronaves de transporte usa esse sistema, armazenando combustível nas asas, barriga e, às vezes, na cauda do avião.
  • Tanques rígidos removíveis são instalados em um compartimento projetado para acomodar o tanque. Eles são tipicamente de construção metálica e podem ser removidos para inspeção, substituição ou reparo. A aeronave não depende do tanque para integridade estrutural. Esses tanques são comumente encontrados em aeronaves menores da aviação geral, como o Cessna 172 .
  • Os tanques de bexiga, ou células de combustível, são sacos de borracha reforçados instalados em uma seção da estrutura da aeronave projetada para acomodar o peso do combustível. A bexiga é enrolada e instalada no compartimento através do bocal de enchimento de combustível ou painel de acesso e é fixada por meio de botões de metal ou fechos dentro do compartimento. Muitas aeronaves leves de alto desempenho, helicópteros e alguns turboélices menores usam tanques de bexiga. Uma grande desvantagem deste tipo de tanque é a tendência dos materiais endurecerem devido ao uso extensivo, tornando-os quebradiços, causando rachaduras. Um grande lado positivo é a capacidade de usar o máximo possível da aeronave para armazenar combustível.
  • Aeronaves de combate e helicópteros geralmente usam tanques de combustível autovedantes .

Os tanques de combustível têm sido implicados em desastres na aviação , sendo a causa do acidente ou agravando-o ( explosão do tanque de combustível ). Por exemplo:

  • A "causa provável" oficial para a explosão e subsequente queda do vôo 800 da TWA é que uma mistura explosiva de combustível / ar existia em um dos tanques de combustível da aeronave. A fiação defeituosa forneceu uma fonte de ignição dentro do tanque, destruindo o avião. Embora a precisão das conclusões oficiais ainda seja questionada neste caso, explosões semelhantes ocorreram em outras aeronaves. É possível reduzir a chance de explosões no tanque de combustível por um sistema de inertização do tanque de combustível ou espuma de combate a incêndio nos tanques.
  • A queima de combustível pode explodir ou incendiar o mesmo avião ou objetos e pessoas adjacentes. Na queda do Convair 340 de Munique em 1960 , um transporte colidiu com uma rua principal. Combustível queimando incendiou um bonde. Todas as 20 pessoas a bordo do avião e 32 passageiros do bonde morreram.

Em algumas áreas, o tanque de combustível de uma aeronave também é conhecido como célula de combustível de aeronave .

Abastecimento de água

Os sistemas de abastecimento de água podem ter energia primária ou reserva fornecida por geradores a diesel alimentados por um pequeno "tanque diurno" e um tanque de armazenamento a granel muito maior.

Segurança

O projeto e a construção adequados de um tanque de combustível desempenham um papel importante na segurança do sistema do qual o tanque faz parte. Na maioria dos casos, tanques de combustível intactos são muito seguros, pois o tanque está cheio de mistura de vapor de combustível / ar que está bem acima dos limites de inflamabilidade e, portanto, não pode queimar mesmo se uma fonte de ignição estiver presente (o que é raro).

Os tanques de óleo fechados são usados ​​para armazenar com segurança óleo de aquecimento doméstico e outros materiais perigosos. O agrupamento é frequentemente exigido pelas companhias de seguros, em vez de tanques de armazenamento de óleo com revestimento único.

Vários sistemas, como BattleJacket e bexigas de borracha, foram desenvolvidos e implantados para uso na proteção (de explosão causada por fogo inimigo) os tanques de combustível de veículos militares em zonas de conflito.

Para tanques de combustível estacionários, uma maneira econômica de protegê-los de perigos como temperaturas extremas e colisões de veículos é enterrá-los. No entanto, os tanques enterrados são difíceis de monitorar quanto a vazamentos. Isso gerou preocupação com os riscos ambientais dos tanques de armazenamento subterrâneos .

Veja também

Referências

links externos