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Aula 3
Este documento discute sistemas de refrigeração por compressão de vapor. Ele aborda o ciclo de Carnot, máquinas frigoríficas em regime húmido e seco, parâmetros que afetam a eficiência, efeitos da temperatura de evaporação e condensação. Também discute sistemas de refrigeração por compressão em etapas e cascata, e máquinas de refrigeração por absorção de vapor usando sistemas NH3-H2O e H2O-LiBr.
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Aula 3
- 1. Universidade Agostinho Neto Faculdadede Engenharia Curso de Engenharia Mecânica CLIMATIZAÇÃO & REFRIGERAÇÃO AULA 3
- 2. SUMÁRIO CAP I I– SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO Curso de Engenharia Mecanica 2013 AGENTE DE TRABALHO CLASSIFICAÇÃO DA MÁQUINA FRIGORIFICA CICLO DE CARNOT, MAQUINA FRIGORIFICA PERFEITA CICLO DE REFRIGARAÇÃO POR COMPRESSÃO DE VAPOR Máquina frigorifica em regime húmido, Diagrama de MOLLIER Máquina frigorifica em regime seco. Ciclo teórico corrigido Ciclo Real. Parametros que influenciam a eficiencia Efeito da temperatura de Evaporação e Condensação Efeitos do Sub arrefecimento e do Sobre aquecimento
- 3. Curso de EngenhariaMecanica 2013 CAPITULO II- SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO
- 4. OBJECTIVO GERAL DAAULA Nº3 DIMENSIONAR sistemas frigoríficos por compressão de vapor de refrigerante . Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 5. OBJECTIVOS ESPECÍFICOS DAAULA Nº3 Calcular os ciclos por compressão de vapor; Balancear a carga termica no ciclo por compressão de vapor; Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 6. INTRODUÇÃO Princípios de Refrigeração: •Abaixo de +15ºC • Por evaporação de um líquido ( EQUAÇÃO • Por estrangulação de um gás. (EFEITO JOULE THOMSON) Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 7. INTRODUÇÃO AGENTE DE TRABALHO– (REFRIGERANTE) • Gasoso (AR) (Aviação) • Sólido (GELO, GELO SECO) • Líquido (ÁGUA, REFRIGERANTES) Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 8. INTRODUÇÃO Curso de EngenhariaMecanica 2013 Pressão atmosferica 1 atm , 1,013 bar
- 9. CICLO DE CARNOT-Máquina de Perfeita Curso de Engenharia Mecanica 2013 1. Frio (Calor Absorvido) desde uma fonte fria (evaporador) qo = T1 x (s1-s4) 2. Calor Cedido para uma fonte quente (condensador) q1 = T2 x (s2-s3) 3. Trabalho fornecido para compressão do refrigerante (compressor) Wc = q1-qo 4. Trabalho produzido durante a expansão do refrigerante (expansor) é desprezado, devido ao seu reduzido valor.
- 10. CICLO DE CARNOT Cursode Engenharia Mecanica 2013
- 11. MÁQUINA FRIGORÍFICA SIMPLESEM REGIME HÚMIDO (MFSRH) Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 12. BALANÇO TÉRMICO daMFSRH Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 13. MODIFICAÇÕES AO CICLOda MFSRM • Líquido no cilindro expansor • Trabalho de expansão pequeno • Dimensões cilindro expansor Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 14. MODIFICAÇÕES ao CICLOda MFSRH Subarrefecimento do líquido Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 15. MODIFICAÇÕES ao CICLOda MFSRH Vapor saturado seco no compressor Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 16. MODIFICAÇÕES ao CICLOda MFSRH Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 17. MAQUINA FRIGORIFICA SIMPLESEM REGIME SECO (MFSRS) Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 18. BALANÇO TÉRMICO daMFSRS Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 19. BALANÇO TERMICO daMFSRS Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 20. CICLO REAL Curso deEngenharia Mecanica 2013
- 21. CICLO REAL Curso deEngenharia Mecanica 2013
- 22. Efeito do subarrefecimentodo líquido Deposito de liquido Linha de liquido Permutador de calor Vantagens Maior efeito frigorifico Menor peso do refrigerante em circulação Igual trabalho de compressão. Onde ocorre Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 23. Efeito do Sobreaquecimentodo vapor Extremo do evaporador Tubagem de sucção Em ambos. Sobreaquecimento sem arrefecimento útil. Menor eficiência do ciclo Maior potência do compressor Maior calor de condensação. Sobre aquecimento com arrefecimento útil O efeito frigorífico útil é maior Peso do refrigerante é menor O volume específico é maior Calor de compressão é maior Onde ocorre Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 24. Efeito da temperaturade evaporação Aumentando a t de evaporação Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 25. Efeito da temperaturade condensação Baixando a t de condensação Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 26. Instalação típica derefrigeração por compressão de vapor LADO DE ALTA LADO DE BAIXA Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 27. FUNÇÃO DO PERMUTADOR (TROCADOR)DE CALOR • No permutador ocorre um processo de troca de calor com ou sem mudança de estado de qualquer dos fluidos. Curso de Engenharia Mecanica 2013 Dois Fluidos Diferentes
- 28. Permutador (Trocador) deCalor Curso de Engenharia Mecanica 2013 O Mesmo Fluido
- 29. PERMUTADOR DE CALOR Refrigerante Cursode Engenharia Mecanica 2013
- 30. INSTALAÇÃO DE REFRIGERAÇÃO/ DIAGRAMA DE PROCESSO Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 31. Caso Pratico Um sistemade refrigeração por compressão de vapor opera com Freon-134a. A vazão mássica do sistema operando em condição de regime permanente é de 6 kg/min. O Freon entra no compressor como vapor saturado a 1,5 bar, e sai a 7 bar. Assuma que o compressor tem rendimento isoentrópico de 70%. O condensador é do tipo tubo alhetado, arrefecido com o ar ambiente. Na saída do condensador o Freon está como líquido saturado. A temperatura da câmara frigorífica é – 10C e a temperatura ambiente é 22C. Considere que as trocas de calor no sistema ocorram somente no evaporador e no condensador, e que evaporação e condensação ocorram sob pressão constante. Pede-se: 1- A representação dos processos termodinâmicos do ciclo nos diagramas P x i e T x s; 2- A eficiência de Carnot deste ciclo; 3- O COP do ciclo; 4- A capacidade de refrigeração do ciclo. Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 32. 1º Trabalhos Obrigatorio(enviar) 1.No Laboratório, estudar o ciclo da máquina frigorifica 2. Usar diagrama e se for caso tabelas do refrigerante 3. Realizar simulação de ciclo de compressão de vapor em regime seco escolhendo temperaturas de evaporação e condensação tendo em conta congelação e meios naturais respectivamente 4. Variar parâmetros em 4 ensaios distintos, com calculo analítico. 5. Avaliar resultados e escrever relatório Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 33. Curso de EngenhariaMecanica 2013
- 34. Climatização e Refrigeração aula7 • CAP 2- SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO • OUTRAS MÁQUINAS DE REFRIGERAÇÃO POR COMPRESSÃO DE VAPOR – COMPRESSÃO POR ETAPAS – SISTEMA CASCATA • MÁQUINAS DE REFRIGERAÇÃO POR ABSORÇÃO DE VAPOR – SISTEMAS NH3-H2O – SISTEMAS H2O-LiBr Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 35. CAPÍTULO II –SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO Curso de Engenharia Mecanica 2013 Máquina de compressão de vapor por Etapas- MULTICOMPRESSÃO Problemas : Elevadas TEMPERATURA NO FINAL Alta RELAÇÃO DE COMPRESSÃO
- 36. MÁQUINA DE COMPRESSÃODE VAPOR POR ETAPAS • Casos em que a diferença de temperatura entre a Fonte Quente e a Fonte Fria for muito elevada – Implica uma maior relação de compressão no compressor, • A elevada relação de compressão provoca ( baixo rendimento da instalação) (baixa produção frigorífica) (alta temperatura no final da compressão) Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 37. pressão intermédia Curso deEngenharia Mecanica 2013 Sendo pi a pressão intermédia ideal
- 38. CLASSIFICAÇÃO EXPANSÃO ÚNICA • Aproveitao frio apenas a temperatura mais baixa • Faz subarrefecimento de superfície. (permutador de calor) • Uma única válvula de expansão. EXPANSÃO FRACCIONADA • Aproveitamento do frio à temperaturas mais baixas como a temperaturas intermédias • Subarrefecimento por mistura • Válvulas de expansão em numero igual ao nº de estágios Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 39. EXPANSÃO ÚNICA 7 Curso deEngenharia Mecanica 2013
- 40. EXPANSÃO FRACCIONADA Curso deEngenharia Mecanica 2013
- 41. BALANÇO TERMICO EXPANSÃO FRACCIONDA(exercitar ) Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 42. BALANÇO TERMICO NOSEPARADOR OU CAMARA DE FLASH Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 43. MÁQUINA FRIGORÍFICA ADOIS FLUIDOSCASCATA Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 44. MÁQUINA FRIGORIFICA EMCASCATA • EQUAÇÕES • (Exercitar aula) Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 45. MÁQUINA FRIGORIFICA POR ABSORÇÃODE VAPOR Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 46. ABSORÇÃO DE VAPOR Cursode Engenharia Mecanica 2013
- 47. ABSORÇÃO DE VAPOR BALANÇOTERMICO Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 48. Exemplo Curso de EngenhariaMecanica 2013
- 49. Exemplo Curso de EngenhariaMecanica 2013
- 50. ABSORÇÃO Curso de EngenhariaMecanica 2013
- 51. REFRIGERADOR A ABSORÇÃO Electrolux Cursode Engenharia Mecanica 2013
- 52. Curso de EngenhariaMecanica 2013
- 53. Curso de EngenhariaMecanica 2013
- 54. REFRIGERANTE • DEFINIÇÃO “TODA SUBSTANCIAQUE ACTUA COMO AGENTE ARREFECEDOR, ABSORVENDO CALOR A BAIXA TEMPERATURA VAPORIZANDO E CEDENDO CALOR A ALTA TEMPERATURA CONDENSANDO.” Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 55. Curso de EngenhariaMecanica 2013 REFRIGERANTE SECUNDÁRIO REFRIGERANTE PRIMÁRIO
- 56. REFRIGERANTE PRIMÁRIO • REALIZAÇÃO DIRECTADO EFEITO FRIGORIFICO • NATURAIS • MISTURAS (BLENDS) • FLUORADOS (PUROS) SECUNDÁRIO • REALIZAÇÃO INDIRECTA DO EFEITO FRIGORIFICO • AR • ÁGUA • SALMOURA Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 57. CARACTERISTICAS PRINCIPAIS Quimicamente inerte •Não reagir ou corroer os materiais metálicos da instalação. Não inflamável ou explosivo • Em caso de fuga não devido ao risco de incêndio e explosão Não tóxico • Baixo nível de toxidade se impõe. Condensar a pressões não muito elevadas • Favorece a relação de preços no compressor e dá maior segurança à instalação Evaporar a pressões não muito baixas • Ajuda a evitar vácuo elevado no evaporador Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 58. CARACTERISTICAS PRINCIPAIS Pequeno volumeespecifico • Menor tamanho da instalação Elevado calor latente de vaporização • Para alto calor latente implicará menor vazão do refrigerante para dada capacidade Coeficiente de performance elevado • Implicará menor custo de exploração Condutibilidade térmica elevada • Melhora as propriedades de transferência de calor do refrigerante. Não contaminar os alimentos caso fuga Não atacar a camada de ozono caso fuga Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 59. PROPRIEDADES FÍSICAS DEALGUNS REFRIGERANTE Curso de Engenharia Mecanica 2013
- 60. OUTRAS PROPRIEDADES Curso deEngenharia Mecanica 2013
- 61. Curso de EngenhariaMecanica 2013
- 62. GRAU DE TOXIDADE Cursode Engenharia Mecanica 2013
- 63. Condições operacionais Temperaturas • Condensação •Sucção (evaporação) • Descarga compressor Pressão • Pressão de equilíbrio • Pressão descarga • Pressão de estabilização Curso de Engenharia Mecanica 2013