Capitulo1 a

Universidade Agostinho Neto
Faculdade de Engenharia
Curso de Engenharia Mecânica

CLIMATIZAÇÃO &
REFRIGERAÇÃO

AULA 2

SUMÁRIO
1. 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

CAPITULO I-
INTRODUÇÃO


APLICAÇÕES ? UTILIDADE DIA-A-DIA
Termodinâmica

Transmissão de calor e de Massa

Mecânica dos fluidos


Qual ??? (A)


Qual??? (B)


Qual??? (C)


APLICAÇÕES
Termodinâmica_________
A

C
Transmissão de calor e de Massa________

B
Mecânica dos fluidos______


OBJECTIVO GERAL DA AULA Nº1

interpretar a evolução e a
essência dos sistemas
frigoríficos


OBJECTIVOS ESPECÍFICOS DA AULA
Nº1

Relembrar conceitos
fundamentais de
termodinâmica, transferencia
de calor e massa e, mecânica
dos fluidos


História Térmica do Produto

O QUE É REFRIGERAÇÃO?
ARREFECER (cooling)

Baixar a temperatura de um corpo até a Temperatura
Ambiente


• REFRIGERAR (refrigeration)

Baixar a temperatura de um corpo desde a Temperatura Ambiente até a
Temperatura de Congelação


CONGELAR (freezing)

Baixar a temperatura de um corpo aquém da sua
Temperatura de congelação


– REFRIGERAÇÃO

Ramo da ciência que estuda os Processos de Redução e
Conservação da Temperatura em determinado Espaço ou
Corpo, 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)


Século VII - Refrigeração Século XVIII - Revolução
Natural 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.)


Século XIX - Revolução
Século XX - Automatismos
Industrial
• Refrigeração artificial
( Máquina frigorifica • Refrigeração industrial
0ºC, lavador de ar) ( automática, electricidade)
• Congelação alimentos
(Comércio de Carne)
• Refrigerantes naturais
(Ar, CO2, H2O, NH3)


• Seculo XXI – Digital (TICs)

• Refrigeração Ecológica ( Substituição dos CFC , HCFC)

• Impacto Energético (refrigerantes com Alta Relação de Compressão)


Produção do Frio - Efeito Refrigerante

FUSÃO DO GELO MISTURA REFRIGERANTE


Produção do Frio - Efeito Refrigerante
EVAPORAÇÃO DE
JOULE THOMSON LÍQUIDO


DISTRIBUIÇÃO DO FRIO
EXPANSÃO DIRECTA EXPANSÃO INDIRECTA


CONSERVAÇÃO DO FRIO
FRIGORÍFICO BEBIDAS CÂMARA FRIGORÍFICA


Aplicações do Frio
FABRICAÇÃO DE GELO CONSERVAÇÃO PERCÍVEIS


AR CONDICIONADO CIRURGIA/MEDICINA
• Anestesia


PROCESSOS INDUSTRIAIS
• CRIOGENIA
(GNL – 162ºC)
ULTRACONGELAÇÃO


Leis da Termodinâmica
Primeira Lei Segunda Lei
• Lei da Conservação de • Lei da Transmissão de
Energia Energia ( sentido dos
processos)

• Energia • Exergia

• Calor Trabalho • Calor Trabalho


CONCEITOS
FUNDAMENTAIS
SISTEMA TERMODINAMICO
Região do espaço objecto de estudo

VIZINHANÇA
Espaço exterior ao sistema com o qual interactua.

FRONTEIRA
Limite do sistema, separando-o da vizinhança. Fixa ou Móvel

SISTEMA FECHADO
Troca energia com a vizinhança, conservando a massa.

SISTEMA ABERTO
Troca energia e massa com o exterior

ESTADO TERMODINAMICO
Situação em que o sistema se encontra. Caracteriza-se pelas
suas propriedades. Define-se por 2 propriedades intensivas

TRANSFORMAÇÃOPORCESSO
Ocorre ao variar algumas das propriedades provocando a
mudança para outro estado.

CICLO
É uma sequência de processos onde o estado inicial e final
do sistema coincidem.

.


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 Saturação
Vapor Sobreaquecido CURSO DE ENGENHARIA MECANICA 2013

ESTADOS DA SUBSTANCIA PURA


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


TABELAS TERMODINAMICAS DOS
FLUIDOS REFRIGERANTES


DIAGRAMA DE MOLLIER


TRANSFERENCIA DE CALOR
CONDUÇÃO

CONVECÇÃO

RADIAÇÃO


CONDUÇÃO
Lei de Fourier

Q = k A (∆T/∆x)

K , condutividade térmica

 T
Q 2 kL
ln r2
r1

CONDUÇÃO


CONVECÇÃO

Lei de Newton

Q =α A ∆T

Coeficiente de convecção entre o ar e a parede em câmaras frigoríficas

Ar 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)

RADIAÇÃO

Emissividade
Refletida

Absorvida
Transmitida

cs→ Constante de Stefan-Boltzman (5,669 x 10-8 W/m2.K4)


SISTEMAS DE UNIDADES
SISTEMA 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


SISTEMAS DE UNIDADES - Potência


Central de aproveitamento de gelo a partir do rio Hudson , 1888


Tarefa

CONVERSÃO DE UNIDADES
QUAL A CAPACIDADE FRIGORIFICA INSTALADA NESTA SALA
DE AULAS (109), SABENDO QUE ESTÃO EM
FUNCIONAMENTO 6 UNIDADES DO TIPO SPLIT, SENDO
1. 2(DUAS) unidades de 24 000 BTU/h
2. 3(TRÊS) unidades de 18 000 BTU/h
3. 1(uma ) unidade de 12 000 BTU/ H


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