1 IntroduoO experimento do esvaziamento em escoamento no estacionrio, foi basicamenteum experimento onde pde-se ter uma aplicao da matria de termodinmica, nocaso primeiramente realizando para um processo adiabtico, pois o tanque estavaisolado, eposteriormenteumprocessonoadiabtico, paranofimambasteremseus resultados comparados.asicamenteas equa!es que foramusadas para oclculo das propriedadesrequeridas na prtica, foram as equa!es de balano de massa e a de balano deener"ia e as equa!es bsicas da termodinmica, a equao de balano de massaest expressa na equao #.# mime=mt +tmt $#.#%Onde&mt'(assa inicial)*mi'(assa que entra)*me'(assa que sai)mt+*t'(assa ap,s o tempo t passado.- equao do balano de ener"ia dada pela #..&d(U+12u2+zg)=(H+12u2+zg)entradamentrada(H+12u2+zg)sadamsada+QW$#..%Onde&/'0ner"ia interna do sistema)u'1elocidade do escoamento)z'-ltura em relao a entrada ou sa2da do escoamento)"'-celerao da "ravidade)3'4roca de calor do sistema)5'4rabal6o do sistema.(as considerando que a velocidade u zero, que no 6 uma altura z em relao asa2da do escoamento, no 6 entrada de massa e que o trabal6o 5 do sistema zero, a equao se resume a #.7&d (U )=( H)sadamsada+Q $#.7%0 a"ora al"umas equa!es para o clculo de propriedades termodinmicas&v=Vm $#.8%Onde&1'1olume)v'1olume espec2fico.m ' massaX=vvfvfg$#.9%Onde&:';rao de vapor)vf'1olume espec2fico da fase l2quida saturada)vf"'%Onde&6 ' entalpiahfl ' entalpia l2quido saturadohfg ' diferena de entalpias entre vapor saturado e l2quido saturadox ' t2tuloObservao&- equao #.9 vlida para o encontro de outras propriedades, tais como entalpia,onde o :no varia se o fluido estiver as mesmas condi!es de presso etemperatura.u=hPv $#.?%Onde&u'0ner"ia interna espec2fica)@'@resso.-fimde se obter a massa, no caso, m.A que m# obtido pelos dados econsiderando uma expanso adiabatica, o balano de ener"ia dado por&m2u2 m2h0 = m1u1 m1h0 (1.9)Beste relat,rio tambm necessrio o clculo do calor transferido do fluido durante o processo a volume constante, dado por&Q23 = m2 * (u3-u2) $#.#C%Onde&3.7 ' Dalor transferido no processo .-7u ' ener"ia interna espec2fica@or fim, sendo a massa constante $m. ' m7%, a transferEncia de calor total pode serobtida por& Q = Q23 + cmc (T3-T2)(1.11)Onde&c ' capacidade calor2fica do tanquemc ' massa do cilindro2 ObjetivosO experimento teve como obAetivo determinar a massa de Fefri"erante #78-a remanescenteemumcilindroparcialmenteesvaziado, entocompar-loaovalorindicado pelo sistema utilizado.3 Materiais e Mtodos7.#(ateriais&Dilindro constando refri"erante #78-a)1lvulas e manmetro do cilindro)Dronmetro)Daixa de isopor, usado como isolante.7..(todos&Domo cilindro dentro do isopor primeiramente foi medida a massa total dodispositivo, posteriormente anotado a temperatura e presso inicial que o cilindro seencontrava, e ento abertas as vlvulas por .C se"undos, e novamente anotados atemperatura e presso dodispositivo, epor fim odispositivofoipesado de novo.-p,s esperar o cilindro se estabilizar e voltar as condi!es iniciais, o processo foirepetido, porm sem o isolamento de isopor.4. Resultados e DiscussoOexperimentofoi realizadoemduasetapas& cilindrocomisolamentodeisopor$adiabtico% e cilindro sem isolamento, em contato com o ar a temperatura ambientede .9GD.1olume do cilindro& 7,C?H?0-7 mI.(assa do cilindro vazio& .,=9C J".(assa do aparel6o $cilindro vazio com acess,rios%& 7,.8C J".Krea externa do cilindro& C,#9H> mL.Donsidera!es dos subscritos M condi!es iniciais do experimento. M condi!es no fim da expanso7 M estado finalI. Cilindro com isolameno@resso inicial& == psi $8,99 bar%@resso final $ap,s a expanso%& 9. psi $7,9? bar%- partir dos dados col6idos da tabela --##ide propriedades do refri"erante #78-asaturado&6"# ' #CH,7? tuNlb' .88,. JANJ"6". ' #C>,=? tuNlb' .9C,8= JANJ"Oo"o, a entalpia de vapor de sa2da do tanque foi de 6C' #C?.97 tuNlb $.9.,88 JPNJ"%obtida pela equao #.=.Qabendo que m# a massa do fluido no estado inicial, esta pode ser encontradapela subtrao da massa do cilindro c6eio e vazio com acess,rios, resultando em m#' #,HC J". -ssim, obteve-se o volume espec2fico v#' #,=.x#CR-7 mINJ", atravs daequao #.8.@ara a presso inicial @# ' 8,99 bar com os dados da tabela --##&1f#'C,CCC>H? mINJ"1"#'C,C898 mINJ"1f"#'C,C88=C. mINJ"Dalculou-se a frao de vapor x# ' #,?80-., pela equao #.9.O clculo da entalpia espec2fica do cilindro isolado $6#% foi obtida pela equao #.>,com os dados tambm col6idos da tabela de propriedades do refri"erante #78-a.6f#'=>,#7 JPNS"6f"#'#?>,.9 JPNS"6# ' >C,9> JPNJ"Doma entalpia espec2fica 6#, a presso inicial @#e o volume espec2fico v#determinou-se a ener"ia interna espec2fica na condio # $equao #.?%& u# ' =H,?7 JPNJ"@ara a condio ., a frao de vapor $x.% e a ener"ia interna espef2cia $u.% foramobtidas atravs de mtodos iterativos com as mesmas equa!es para o experimentodo cilindro com isolamento. Qups-se uma massa m. ' #,> J" para iniciar o mtodo.@rimeira iterao, com consulta na tabela --##&$m. ' #,> J"%vf. ' C,>?7H0-7 mINJ"v". ' C,C=7. mINJ"6f. ' 9>,?. JPNJ"6". ' .9C,9? JPNJ"6f". ' #H.,>= JPNJ"entov. ' #.?#0-7 mINJ"x. ' #.=90-.6. ' =#.C#JPNJ"u. ' =C.7= JPNJ"pela f,rmula do alano de ener"ia, equao #.H&m.$Tt#% ' #,?# J"

Qe"unda iterao&1.'C,CC#>x.'C,C#8?6.'=C,=>u.'=C,C=novamente, pela f,rmula do alano de ener"ia&m.$Tt.% ' #,?C J"Domo a massa da se"unda iterao m.$Tt.% foi muito pr,xima da massa encontradanaprimeiraiteraom.$Tt#%, nofoi necessriorepetiromtodo, adotando-seosdados da iterao . como corretos e definitivos.O processo ocorreu a volume constante e o calor transferido do fluido foi obtido pelaequaox. Domooestado7voltaacondioinicial de#$@7'8,99bar'@#%,mudando apenas o valor da massa, m. ' m7 ' #,? J", tem-se&vf# ' vf7 'C,CCC>H? mINJ"v7 ' C,CC#> mINJ"v"7 ' v"# ' C.C898 mINJ"vf"7 ' vf"# ' C.C88=C. mINJ"x7 ' C,C.6f7 ' 6f# ' =>.#7 JPNJ"6f"7 ' 6f"# ' #?>..9 JPNJ"67 ' >C.?> JPNJ"u7 ' >C.#C JPNJ"-stemperaturasforamdeterminadasrebatendo-seosvaloresobtidosaindanatabela --##, fornecendo 4# ' #.,=> GD e 4. ' 9,?8 GD.-ssim, poss2vel obter 3.7 pela equao #.#C3.7 ' #?.C> JPNJ"4endo c ' C,8= JPNJ"UGDmc ' .,=9C J"47 ' 4. ' #.,=> GD-travs da equao #.## obtm-se a transferEncia de calor total no processo&3 ' .=,7H JPNJ"- correo da massa final para o escoamento no experimento com o cilindro isolado,ou seAa, no processo adiabtico, foi feita a partir da equao x para m..m. $correo% ' #,>= J" 0ssacorreodamassaleva emcontaatransferEnciadecalordofluidocom otanque no decorrer do processo, e quando este fluxo de calor considerado, estima-se reduzir o erro da massa de #V a .V, isto cosiderado um fator de correo paraa 6ip,tese de escoamento adiabtico e visa aproximar mais o valor te,rico do real. Bota-se que a massa inicial era de #,H J", e o c6ute para a massa m. considerou aspercas do processo, sendo assim um c6ute para m. menor que o pesado inicial, lo"om. ' #,> J", porm as itera!es conver"iram para um valor pr,ximo a #,? J", sendoconsideradoaproximidadedasmassasencontradaspelobalanodeener"iaocritrio de parada. Dontudo, a correo consiste na considerao do calor perdido,atoqueospassosdasitera!esnosuprem.-ssim, paratal processoumvalorpr,ximo do real, como definido para m. seria de #,>= J".Tnicialmentefoi obtidoamassainicial do fluidopelapesa"em,resultandoem umvalor de m# ' #,H J" e desenvolvendo os clculos foi poss2vel finalmente, determinarm. ' #,? J", partindo de um c6ute inicial de m. ' #,> J" e se"uindo os passos deuma iterao. Observou-se ento, pelo balano de ener"ia o valor da massaremanescente no cilindro de m. ' #,>= J"II. Cilindro sem isolameno;oram repetidos os clculos efetuados para o experimento com o cilindro adiabtico.Os dados foram, portanto, tambm determinados a partir da tabela --##. - tir dosdados da entalpia, 6C foi encontrada pela equao #.=&6"# ' .88,. JPNJ"6".'.9#,#C. JPNJ"6C ' .8>,== JPNJ"@ara este caso no adiabtico obteve-se m# ' #,>? J". Domo na condio inicial $#% @# ' 8,99 bar e 4# ' #.,=>GD, temos&vf#'C,CCC>H? mINJ"v# ' C,CC#> mINJ"v"# ' C.C898 mINJ"vf"# ' C.C88=C. mINJ".#7 JPNJ"6f"# ' #?>..9 JPNJ"6# ' >C.?> JPNJ"fornecendo pela equao #.?&u# ' >C.#C JPNJ"Bovamente, para a condio ., a frao de vapor $x.% e a ener"ia interna espef2cia$u.% foram obtidas atravs de mtodos iterativos, utilizando as equa!es utilizadaspara condio #. Beste caso, a massa foi su"erida como m. ' #,> J" para iniciar omtodo.@rimeira iterao&@. ' 7,>. bar e 4. ' =,>=GD. - partir dos dados col6idos na tabela --##&vf. ' C,CCC>?9H. mINJ"v". ' C,C8>C9 mINJ"vf". ' C.C8=7 mINJ"6f. ' 9H,C>8 JPNJ"6". ' .9#,#C. JPNJ"6f". ' #H..C. JPNJ"0nto, supondo m. ' #,> J", foi poss2vel obter atravs dos clculos os se"uintes resultados& v. ' C,CC#? mINJ"x. ' C.CC..76. ' 9H,9 JPNJ"u. ' 9?,?7 JPNJ"

pela f,rmula do alano de ener"ia, equao #.H&m. $Tt#% ' #,=> J"Qe"unda iterao&Bovo valor de m. ' #,=> J". -ssim&v. ' C.CC#H mINJ"v. ' C.CC.7C6. ' =7.8? JPNJ"u. ' =..>? JPNJ" novamente, pela f,rmula do alano de ener"ia, equao #.H&m. $Tt.% ' #,># J"-ssim como no caso adiabtico, como a massa da se"unda iterao m.$Tt.% foi muitopr,xima da massa encontrada na primeira iterao m.$Tt#%, no foi necessrio repetiro mtodo, adotando-se os dados da iterao . como corretos e definitivos.0ste processo tambm ocorreu a volume constante e o calor transferido do fluido foiobtido pela equao x. Besse caso, m. ' m7 ' #,># J" e v7 ' #.?C=0-7. - presso e atemperatura sero de @# ' 8,99 bar e 47 ' 4# ' #.,=> GD..#7 JPNJ"6f"7 ' #?>..9 JPNJ"Obtendo-se, pelas equa!es x,x e x&x7 ' .,.90-.67 ' >#.8. JPNJ"u7 ' >C.= JPNJ"@ortanto, poss2vel obter 3.7 pela equao #.#C&3.7 ' #7,7> JPNJ"Qabendo que& c ' C,8= JPNJ"UGDmc ' .,=9C J"-travs da equao #.## obtm-se a transferEncia de calor total no processo&3 ' .C,9> JPNJ"- correo da massa final para o escoamento no experimento com o cilindro isolado,ou seAa, no processo adiabtico, foi feita a partir da equao x para m..m. $correo% ' #,=> J" i