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Capitulo1 a

  1. 1. Universidade Agostinho Neto Faculdade de Engenharia Curso de Engenharia MecânicaCLIMATIZAÇÃO & REFRIGERAÇÃO AULA 2
  2. 2. SUMÁRIO1. CAP I - INTRODUÇÃO TEORIA DA REFRIGERAÇÃO MÉTODOS DE OBTENÇÃO DE FRIO – PRODUÇÃO, CONSERVAÇÃO, APLICAÇÃO CONCEITOS TERMODINAMICOS FUNDAMENTAIS FORMAS DE TRANSFERENCIA DO CALOR SISTEMAS DE UNIDADES CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  3. 3. CAPITULO I-INTRODUÇÃO CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  4. 4. APLICAÇÕES ? UTILIDADE DIA-A-DIATermodinâmicaTransmissão de calor e de MassaMecânica dos fluidos CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  5. 5. Qual ??? (A)CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  6. 6. Qual??? (B)CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  7. 7. Qual??? (C)CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  8. 8. APLICAÇÕESTermodinâmica_________ A CTransmissão de calor e de Massa________ BMecânica dos fluidos______ CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  9. 9. OBJECTIVO GERAL DA AULA Nº1interpretar a evolução e a essência dos sistemas frigoríficos CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  10. 10. OBJECTIVOS ESPECÍFICOS DA AULA Nº1 Relembrar conceitos fundamentais determodinâmica, transferenciade calor e massa e, mecânica dos fluidos CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  11. 11. História Térmica do ProdutoO QUE É REFRIGERAÇÃO?ARREFECER (cooling) Baixar a temperatura de um corpo até a Temperatura Ambiente CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  12. 12. História Térmica do Produto• REFRIGERAR (refrigeration) Baixar a temperatura de um corpo desde a Temperatura Ambiente até a Temperatura de Congelação CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  13. 13. História Térmica do ProdutoCONGELAR (freezing) Baixar a temperatura de um corpo aquém da sua Temperatura de congelação CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  14. 14. História Térmica do Produto– REFRIGERAÇÃO Ramo da ciência que estuda os Processos de Redução eConservação da Temperatura em determinado Espaço ouCorpo, abaixo da temperatura do Ambiente que o rodeia. (Infantas, 2001) Conjunto de Meios para controlar a Temperatura e Humidade Relativa tanto para viabilizar processos, conservar produtos ou trazer conforto . (Dicionários) CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  15. 15. História Térmica do ProdutoSéculo VII - Refrigeração Século XVIII - RevoluçãoNatural Agrária• Micro organismos • Esterilização (micróbios e bactérias) (Latas por esterilização do• Frio natural calor e exclusão de ar. (gelo e neve) NICOLAS APPERT 1795)• Conservação artificial • Gelo em grande escala ( (Rios , lagos e icebergs) salga, fumagem, vinagre, açúcar, etc.) CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  16. 16. História Térmica do ProdutoSéculo XIX - Revolução Século XX - AutomatismosIndustrial• Refrigeração artificial ( Máquina frigorifica • Refrigeração industrial 0ºC, lavador de ar) ( automática, electricidade)• Congelação alimentos (Comércio de Carne)• Refrigerantes naturais (Ar, CO2, H2O, NH3) CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  17. 17. História Térmica do Produto • Seculo XXI – Digital (TICs)• Refrigeração Ecológica ( Substituição dos CFC , HCFC)• Impacto Energético (refrigerantes com Alta Relação de Compressão) CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  18. 18. Produção do Frio - Efeito RefrigeranteFUSÃO DO GELO MISTURA REFRIGERANTE CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  19. 19. Produção do Frio - Efeito Refrigerante EVAPORAÇÃO DEJOULE THOMSON LÍQUIDO CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  20. 20. DISTRIBUIÇÃO DO FRIOEXPANSÃO DIRECTA EXPANSÃO INDIRECTA CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  21. 21. CONSERVAÇÃO DO FRIOFRIGORÍFICO BEBIDAS CÂMARA FRIGORÍFICA CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  22. 22. Aplicações do FrioFABRICAÇÃO DE GELO CONSERVAÇÃO PERCÍVEIS CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  23. 23. Aplicações do FrioAR CONDICIONADO CIRURGIA/MEDICINA • Anestesia CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  24. 24. Aplicações do Frio PROCESSOS INDUSTRIAIS• CRIOGENIA (GNL – 162ºC) ULTRACONGELAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  25. 25. Leis da TermodinâmicaPrimeira Lei Segunda Lei• Lei da Conservação de • Lei da Transmissão de Energia Energia ( sentido dos processos)• Energia • Exergia• Calor Trabalho • Calor Trabalho CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  26. 26. CONCEITOSFUNDAMENTAISSISTEMA TERMODINAMICORegião do espaço objecto de estudoVIZINHANÇAEspaço exterior ao sistema com o qual interactua.FRONTEIRALimite do sistema, separando-o da vizinhança. Fixa ou MóvelSISTEMA FECHADOTroca energia com a vizinhança, conservando a massa.SISTEMA ABERTOTroca energia e massa com o exteriorESTADO TERMODINAMICOSituação em que o sistema se encontra. Caracteriza-se pelassuas propriedades. Define-se por 2 propriedades intensivasTRANSFORMAÇÃOPORCESSOOcorre ao variar algumas das propriedades provocando amudança para outro estado.CICLOÉ uma sequência de processos onde o estado inicial e finaldo sistema coincidem.. CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  27. 27. CONCEITOS FUNDAMENTAIS Temperatura de Temperatura a qual se dá a mudança de fase Saturação (TSAT)Liquido Saturado Liquido que não suporta mais vapor Vapor Saturado Vapor que não suporta mais Líquido Vapor a temperatura acima da SaturaçãoVapor Sobreaquecido CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  28. 28. ESTADOS DA SUBSTANCIA PURA CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  29. 29. CONCEITOS FUNDAMENTAIS EQUAÇÕES DE ESTADORelação matemática que correlaciona: Pressão , Temperatura e Volume Específico (Sistema em equilíbrio termodinâmico.) Equação dos Gases Ideais Pv = RT Refrigerantes compostos de hidrocarbonetos fluorados CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  30. 30. TABELAS TERMODINAMICAS DOS FLUIDOS REFRIGERANTES CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  31. 31. TABELAS TERMODINAMICAS DOS FLUIDOS REFRIGERANTES CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  32. 32. DIAGRAMA DE MOLLIER CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  33. 33. TRANSFERENCIA DE CALOR CONDUÇÃO CONVECÇÃO RADIAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  34. 34. CONDUÇÃO Lei de Fourier Q = k A (∆T/∆x)K , condutividade térmica  T Q 2 kL ln r2 r1 CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  35. 35. CONDUÇÃOCURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  36. 36. CONDUÇÃOCURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  37. 37. CONVECÇÃO Lei de Newton Q =α A ∆TCoeficiente de convecção entre o ar e a parede em câmaras frigoríficasAr externo α= 29,0 W/m2.K (25 kcal/h.m2.ºC), Ar internoαvaria entre 8,15 e 17,45 W/m2.K (7 a 15 kcal/h.m2.ºC) CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  38. 38. RADIAÇÃO Emissividade Refletida Absorvida Transmitidacs→ Constante de Stefan-Boltzman (5,669 x 10-8 W/m2.K4) CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  39. 39. SISTEMAS DE UNIDADESSISTEMA INTERNACIONAL SISTEMA INGLÊS• Comprimento m • Comprimento pé,ft• Massa kg • Massa libra,lb• Tempo s • Tempo s• Temperatura K • Temperatura F• Pressão Pa • Pressão lb/in2, psi• Energia J,kcal, Frigoria • Energia Btu• Potencia kW • Potencia Hp, Btu/h, TON• Potencia Especifica kcal/kWh CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  40. 40. SISTEMAS DE UNIDADES - Potência CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  41. 41. Central de aproveitamento de gelo a partir do rio Hudson , 1888 CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  42. 42. CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  43. 43. CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013
  44. 44. Tarefa CONVERSÃO DE UNIDADESQUAL A CAPACIDADE FRIGORIFICA INSTALADA NESTA SALADE AULAS (109), SABENDO QUE ESTÃO EMFUNCIONAMENTO 6 UNIDADES DO TIPO SPLIT, SENDO1. 2(DUAS) unidades de 24 000 BTU/h2. 3(TRÊS) unidades de 18 000 BTU/h3. 1(uma ) unidade de 12 000 BTU/ H CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013

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