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QUESTÃO 1
A estocagem e o transporte de produtos perecíveis é conseguida graças aos sistemas de
refrigeração desenvolvidos com o avanço da engenharia. Quem aí já não parou para pensar
como um sistema de refrigeração funciona? Pois é, eu acredito que você já tenha ficado com
esse pensamento. Contudo, não se preocupe! A maioria das respostas podem ser obtidas ao
entender os Fenômenos de Transporte e aplicá-los ao sistema de refrigeração.
De uma forma generalizada, um sistema de refrigeração é composto, basicamente, por
dispositivos de potência (compressor), dispositivos de troca térmica (trocadores de calor),
dispositivos de expansão (válvula de expansão), uma rede de tubulação e um fluido
refrigerante.
Fonte: https://revistadofrio.com.br/como-funciona-um-sistema-de-refrigeracao/. Acesso em:
28 abr. 2023.
A rede de tubulação conecta os dispositivos de potência, expansão e de troca térmica e
permite que o fluido refrigerante escoe em todo o sistema sob uma determinada vazão. Os
tubos da rede, geralmente, são construídos de cobre. Da mecânica dos fluidos, sabemos que
todo fluido em escoamento sofre uma perda de pressão devido à rugosidade do material do
tubo. Assim, a mecânica dos fluidos está envolvida no dimensionamento da tubulação do
sistema de refrigeração. Por outro lado, da transferência de calor, sabemos que, nos
dispositivos de troca térmica, o calor será transferido de um corpo de maior para um de menor
temperatura. Dessa forma, a quantidade de calor trocado no evaporador e no condensador,
bem como as áreas de troca térmica são dimensionadas com base nos fundamentos da
transferência de calor.
Para um sistema de refrigeração hipotético, faça o que se pede a seguir:
a) Determine qual deve ser o diâmetro da tubulação de cobre (ε = 0,0015 mm), sabendo que o
fluido (ρ = 0,0015 g mL-1 e µ = 0,012 cP) escoa a uma vazão de 2 kg s-1, e a velocidade do
fluido na rede de tubulação deve ser mantida a 25 m s-1. Informe o diâmetro em polegadas
(in) e demonstre os passos realizados para obter a resposta de forma a justificá-la.
b) Utilizando as informações do fluido e da tubulação expostas na alternativa (a), determine se
o fluido em escoamento se encontra em regime laminar ou turbulento. Justifique.
c) Utilizando as informações do fluido e da tubulação expostas na alternativa (a), determine o
fator de atrito do escoamento. Demonstre os passos realizados para obter a resposta de forma
a justificá-la.
d) Utilizando as informações do fluido e da tubulação expostas na alternativa (a), determine a
perda de carga do escoamento. Informe a perda de carga em metros de água por metro de
tubulação (mH2O m-1) e demonstre os passos realizados para obter a resposta de forma a
justificá-la.
e) Determine a potência do compressor sabendo que ele opera adiabaticamente com 75% de
eficiência e uma queda de pressão de 465 kPa. Além disso, as perdas por atrito podem ser
desprezadas no compressor, o qual opera a vazão constante de 2 kg s-1 e com os mesmos
fluidos e diâmetros da tubulação (entrada e saída do compressor) informados na alternativa
(a). Informe a potência em kW, considere o fluido como incompressível e demonstre os passos
realizados para obter a resposta de forma a justificá-la.
f) Determine a área de troca térmica do evaporador sabendo ele é um trocador de calor que
foi projetado para retirar calor do ambiente a ser refrigerado a uma taxa de 75 kJ por kg de
fluido refrigerante utilizado no sistema. O fluido refrigerante circula no sistema a uma vazão de
2 kg s-1 e mantém a parede interna da serpentina de cobre (k = 390 W m-1 K-1 e espessura de
3 mm) do evaporador a 248 K e a parede externa a 258 K. Informe a área em m2 e demonstre
os passos realizados para obter a resposta de forma a justificá-la.
g) Considerando as informações da alternativa (f), se o ambiente externo for mantido a -5oC,
determine o coeficiente convectivo do ar presente no ambiente a ser refrigerado. Informe o
coeficiente convectivo em W m-2 K-1 e demonstre os passos realizados para obter a resposta
de forma a justificá-la.
CUSTOS DE PRODUÇÃO ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3
ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
ELETRONICA ANALOGICA ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3
ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
ESTRUTURA DE AÇO E MADEIRA ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2
ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
ESTRUTURA DE CONCRETO 2 ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2
ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
FENOMENOS DE TRANSPORTE ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2
ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
FERRAMENTA DE QUALIDADE SEIS SIGMA ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE
2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
FISICA GERAL E EXPERIMENTAL 2 ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2
ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
FUNDIÇÃO E SOLDAGEM ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3
ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
GESTÃO DE PROJETOS ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3
ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
HIDRAULICA ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4
UNICESUMAR 2023 MODULO 52
INSTALAÇÕES PREDIAIS ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3
ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELETRICA ATIVIDADE 1 MAPA
ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
MAQUINAS TERMICAS ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3
ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
PRINCIPIOS DE SISTEMAS DE COMUNICAÇÃOATIVIDADE 1 MAPA
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RESISTENCIA DOS MATERIAIS ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2
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SIMULAÇÃO DE PROCESSOS PRODUTIVOS ATIVIDADE 1 MAPA
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SISTEMAS LINEARES ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3
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USINAGEM E CONFORMAÇÃO ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2
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Como funciona um sistema de refrigeração

  • 1.
  • 2. QUESTÃO 1 A estocagem e o transporte de produtos perecíveis é conseguida graças aos sistemas de refrigeração desenvolvidos com o avanço da engenharia. Quem aí já não parou para pensar como um sistema de refrigeração funciona? Pois é, eu acredito que você já tenha ficado com esse pensamento. Contudo, não se preocupe! A maioria das respostas podem ser obtidas ao entender os Fenômenos de Transporte e aplicá-los ao sistema de refrigeração. De uma forma generalizada, um sistema de refrigeração é composto, basicamente, por dispositivos de potência (compressor), dispositivos de troca térmica (trocadores de calor), dispositivos de expansão (válvula de expansão), uma rede de tubulação e um fluido refrigerante. Fonte: https://revistadofrio.com.br/como-funciona-um-sistema-de-refrigeracao/. Acesso em: 28 abr. 2023. A rede de tubulação conecta os dispositivos de potência, expansão e de troca térmica e permite que o fluido refrigerante escoe em todo o sistema sob uma determinada vazão. Os tubos da rede, geralmente, são construídos de cobre. Da mecânica dos fluidos, sabemos que todo fluido em escoamento sofre uma perda de pressão devido à rugosidade do material do tubo. Assim, a mecânica dos fluidos está envolvida no dimensionamento da tubulação do sistema de refrigeração. Por outro lado, da transferência de calor, sabemos que, nos dispositivos de troca térmica, o calor será transferido de um corpo de maior para um de menor temperatura. Dessa forma, a quantidade de calor trocado no evaporador e no condensador, bem como as áreas de troca térmica são dimensionadas com base nos fundamentos da transferência de calor. Para um sistema de refrigeração hipotético, faça o que se pede a seguir: a) Determine qual deve ser o diâmetro da tubulação de cobre (ε = 0,0015 mm), sabendo que o fluido (ρ = 0,0015 g mL-1 e µ = 0,012 cP) escoa a uma vazão de 2 kg s-1, e a velocidade do fluido na rede de tubulação deve ser mantida a 25 m s-1. Informe o diâmetro em polegadas (in) e demonstre os passos realizados para obter a resposta de forma a justificá-la. b) Utilizando as informações do fluido e da tubulação expostas na alternativa (a), determine se o fluido em escoamento se encontra em regime laminar ou turbulento. Justifique.
  • 3. c) Utilizando as informações do fluido e da tubulação expostas na alternativa (a), determine o fator de atrito do escoamento. Demonstre os passos realizados para obter a resposta de forma a justificá-la. d) Utilizando as informações do fluido e da tubulação expostas na alternativa (a), determine a perda de carga do escoamento. Informe a perda de carga em metros de água por metro de tubulação (mH2O m-1) e demonstre os passos realizados para obter a resposta de forma a justificá-la. e) Determine a potência do compressor sabendo que ele opera adiabaticamente com 75% de eficiência e uma queda de pressão de 465 kPa. Além disso, as perdas por atrito podem ser desprezadas no compressor, o qual opera a vazão constante de 2 kg s-1 e com os mesmos fluidos e diâmetros da tubulação (entrada e saída do compressor) informados na alternativa (a). Informe a potência em kW, considere o fluido como incompressível e demonstre os passos realizados para obter a resposta de forma a justificá-la. f) Determine a área de troca térmica do evaporador sabendo ele é um trocador de calor que foi projetado para retirar calor do ambiente a ser refrigerado a uma taxa de 75 kJ por kg de fluido refrigerante utilizado no sistema. O fluido refrigerante circula no sistema a uma vazão de 2 kg s-1 e mantém a parede interna da serpentina de cobre (k = 390 W m-1 K-1 e espessura de 3 mm) do evaporador a 248 K e a parede externa a 258 K. Informe a área em m2 e demonstre os passos realizados para obter a resposta de forma a justificá-la. g) Considerando as informações da alternativa (f), se o ambiente externo for mantido a -5oC, determine o coeficiente convectivo do ar presente no ambiente a ser refrigerado. Informe o coeficiente convectivo em W m-2 K-1 e demonstre os passos realizados para obter a resposta de forma a justificá-la. CUSTOS DE PRODUÇÃO ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 ELETRONICA ANALOGICA ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 ESTRUTURA DE AÇO E MADEIRA ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 ESTRUTURA DE CONCRETO 2 ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 FENOMENOS DE TRANSPORTE ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52
  • 4. FERRAMENTA DE QUALIDADE SEIS SIGMA ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 FISICA GERAL E EXPERIMENTAL 2 ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 FUNDIÇÃO E SOLDAGEM ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 GESTÃO DE PROJETOS ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 HIDRAULICA ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 INSTALAÇÕES PREDIAIS ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELETRICA ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 MAQUINAS TERMICAS ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 PRINCIPIOS DE SISTEMAS DE COMUNICAÇÃOATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 RESISTENCIA DOS MATERIAIS ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 SIMULAÇÃO DE PROCESSOS PRODUTIVOS ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 SISTEMAS LINEARES ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52 USINAGEM E CONFORMAÇÃO ATIVIDADE 1 MAPA ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 UNICESUMAR 2023 MODULO 52