Roteiro de Relatório – Refrigeração – Prof. Dr. Cláudio S. Sartori

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1

INTRODUÇÃO:

Forma Geral dos Relatórios

É muito desejável que seja um caderno grande

(formato A4) pautada com folhas enumeradas ou com

folhas enumeradas e quadriculadas, do tipo contabilidade,

de capa dura preta, brochura.

Chamaremos de Caderno de Laboratório,

individual. No verso deste caderno você pode fazer o

rascunho a lápis. Na parte enumerada fará o relatório com

a seguinte estruturação:

No mínimo, para cada experimento o Caderno

de Laboratório deve sempre conter:

1. Título do experimento data de realização e

colaboradores. Nome do autor.

2. Objetivos do experimento;

3. Roteiro dos procedimentos experimentais;

4. Esquema do aparato utilizado;

5. Descrição dos principais instrumentos;

6. Dados medidos;

7. Cálculos;

8. Gráficos;

9. Resultados e conclusões.

O formato de apresentação destes 9 itens não é

rígido. O mais indicado é usar um formato seqüencial,

anotando-se à medida que o experimento evolui.

Referências:

1. G.L. Squires, "Practical Physics" (Cambridge

University Press, 1991), capítulo 10, pp. 139-146; e D.W.

Preston, "Experiments in Physics" (John Wiley & Sons,

1985), pp. 2-3.

2. C. H. de Brito Cruz, H. L. Fragnito, Guia para Física

Experimental Caderno de Laboratório, Gráficos e Erros,

Instituto de Física, Unicamp, IFGW1997.

3. D.W. Preston, "Experiments in Physics" (John

Wiley & Sons, 1985), pp. 21-32; G.L.

4. C.E. Hennies, W.O.N. Guimarães e J.A.

Roversi, "Problemas Experimentais em Física" 3ª edição,

(Editora da Unicamp, 1989), capítulo V, pp.168-187.

Relatório IV – 20 Bimestre

Disciplina: Física 2

Título: Refrigeração

1. Teoria: Ciclo de Refrigeração e Gases

Refrigerantes Fluidos Refrigerantes

O Freon pode ser definido como diversos tipos

de gases a base clorofluorcarbonos. Estes são conhecidos

como CFCs. É marca registrada da empresa norte

americana Du Pont, apontada por muitos como a principal

causadora de danos atmosféricos, danos à saúde da

humanidade e danos contra os seres vivos e portanto

contra o Planeta Terra nas últimas décadas. O Freon ainda

é utilizado comercialmente pela indústria de

refrigeradores, eletrônica, mecânica entre outras.

Histórico do Freon

Entre os anos 1800 até 1929 os gases utilizados

para fins de refrigeração eram tóxicos. Estes eram: a

amônia (NH3), cloreto de metil (CH3Cl), e dióxido de

enxofre (SO2).

No século XX, na década de 1920, ocorreram

muitos acidentes fatais em função de vazamento de

cloreto de metil em refrigeradores industriais e até mesmo

residenciais.

Muitas empresas e proprietários de

equipamentos de refrigeração começaram a deixar seus

refrigeradores ao ar livre para prevenir possíveis

vazamentos.

Devido aos grandes prejuízos e processos

judiciais contra as indústrias de refrigeração, estas

iniciaram um esforço conjunto para resolver o problema.

Os descobridores

Em 1926, Thomas Midgley, Jr. E Charles

Franklin Kettering inventaram uma combinação de gases

que foi chamada de Freon. Os CFCs são um grupo de

alifático de combinações orgânicas que contêm o carbono,

flúor, e, em muitos casos, outros halógenos

(especialmente cloro) e hidrogênio. São incolores,

inodoros, não inflamáveis, não são corrosivos ou líquidos.

Thomas Midgley foi escolhido por Charles Franklin

Kettering para dirigir a pesquisa dos CFCs. A empresa

Frigidaire obteve a primeira patente para a fórmula para

gases de refrigeração no dia 31 de dezembro de 1928.

A união das empresas

Em 1930 a General Motors e a DuPont formaram

a Kinetic Chemical Company para produzir o Freon. Em

1935 a Frigidaire e seus concorrentes já tinham

comercializado em torno de 8 milhões de refrigeradores

novos nos Estados Unidos. Em 1932, a Carrier

Engineering Corporation usou o Freon na primeira

unidade de ar condicionado. Fabricado pela empresa

DuPont durante anos os CFCs foram usados e liberados

livremente na atmosfera sem conhecimento dos danos que

estavam causando para a humanidade e para o Planeta

Terra, pois eram gases considerados seguros e estáveis.

O clorofluorcarbonetos ou

Clorofluorcarbono(CFC) são um grupo de

hidrocarbonetos halogenados usados em aerosóis, gases

para refrigeradores, solventes e extintores de incêndio.

Roteiro de Relatório – Refrigeração – Prof. Dr. Cláudio S. Sartori

2

2

São derivados dos hidrocarbonetos saturados

obtidos mediante a substituicão de átomos de hidrogênio

por átomos de cloro e flúor.

Exemplos de CFC são:

CFCl3 (CFC-11)

CF2Cl2 (CFC-12)

C2F3Cl3 (CFC-113)

C2F4Cl2(CFC-114)

C2F5Cl (CFC-115)

Camada de ozônio

Quando começou a ser ultilizado, o freon, o mais

conhecido CFC, parecia a solução perfeita aos problemas

da refrigeração, por não se dividir e não causar danos ao

seres vivos, muito melhor que o produto anteriormente

ultilizado, a amônia. Porém, atualmente descobriu-se que

os CFCs sofrem fotólise quando submetidos à radiação

UV, ultravioleta, dividindo-se na altura da camada de

ozônio onde a presença desse raios são constantes:

F Cl

| Luz U.V. |

Cl - C - Cl ---------> Cl - C. .Cl

| |

Cl Cl

O Radical Livre Cloro que se forma, logo reage com o

Ozônio, o decompondo em O2 (Oxigênio Gasoso) e OCl

(Monóxido de Cloro):

Cl + O3 -> O2 + OCl

O OCl então pode reagir com outra molécula de O3,

formando duas moléculas de O2 e deixando o Radical

Livre Cl pronto para repetir o ciclo reacional:

OCl + O3 -> 2 O2 + Cl

Em Resumo: Cl + Luz

2 O3 ----------> 3 O2

O Ciclo prossegue até que o cloro se ligue a uma

substância diferente de O3 que forme uma substância

resistente à fotólise ou uma substância mais densa (que

leve o Cl da camada de ozônio para uma mais baixa):

(O2). Esse fenômeno causa a destruição na camada de

ozônio, o que aumenta a entrada de raios UV na

atmosfera causando grandes problemas como o câncer de

pele, catarata, diminuição do fitoplâncton e redução das

colheitas.

Protocolo de Montreal

A restauração da camada de ozônio ocorre

naturalmente, porém de forma lenta, e o ritmo da

destruição atual não permite a plena restauração. O

Protocolo de Montreal foi firmado pela maioria dos países

do mundo com o objetivo de, aos poucos, extinguir a

produção destas substâncias, através da substituição por

outras menos nocivas.

Alternativas

Existem atualmente vários projetos para diminuir

a ultilização dos CFCs, mas eles têm sido dificultados

pelo seu uso principalmente na refrigeração. Uma das

alternativas tem sido os Hidroclorofluorcarbonetos

(HCFC), haloalcanos em que nem todos os hidrogênios

foram substituidos por cloro ou fluor. Seu impacto

ambiental tem sido avaliado como sendo de apenas 10%

do dos CFC. Outra alternativa são os

Hidrofluorcarbonetos (HFC) que não contém cloro e são

ainda menos prejudiciais ao meio ambiente.

Ciclo de Refrigeração

Conceitos:

Ciclo realizado no sentido oposto ao de um

motor.(Absorção de calor a uma temperatura baixa),

rejeição de uma quantidade de calor maior a uma

temperatura mais elevada e por fim realização de uma

quantidade líquida de trabalho sobre o sistema. Esse

dispositivo que executa esse ciclo recebe o nome de

refrigerador e o sistema que está sendo submetido ao

ciclo chama-se refrigerante.

A figura 1 ilustra o ciclo de refrigeração

básico e as figuras 2 (a) e (b) o esquema de um

refrigerador.

Figura 1 - Ciclo de refrigeração:

Figura 2 – (a)

(b)

Várias empresas usam na construção de

frigoríficos práticos desde -900 C até 12 K. A companhia

Philips da Holanda tem ocupado o primeiro lugar no

projeto de instalações industriais. Outras na área: North

American Philips, Hughes Aircraft e Malaker

Laboratories.

Gases utilizados:

CCl2F2 (vaporiza-se –6,70C, 2.46

Kpa) (Cloro flúor Carbono) (Freon 12).

Amônia e dióxido de enxofre (NH4)

No condensador, a substância refrigerante se

encontra a uma pressão elevada e a uma temperatura tão

baixa quanto seja possível obter com ar ou com água de

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3

resfriamento. Quando um fluido atravessa

adiabaticamente uma abertura estreita, (válvula agulha),

desde uma região de pressão alta constante a uma região

de pressão baixa, ele experimenta um processo de

estrangulação, ou expansão Joule-Thomson, ou Joule-

Kelvin, produzindo sempre esfriamento e vaporização

parcial. No evaporador, o fluido vaporiza-se

completamente o calor de vaporização é fornecido pelos

materiais a serem refrigerados. O vapor é então

comprimido adiabaticamente, aumentando com isso sua

temperatura. No condensador, o vapor é resfriado até que

se condense e fique completamente liquefeito.

O ciclo de refrigeração básico:

Consiste de 2 adiabáticas e 2 isobáricas.

Figura 3 – Diagrama PV de um ciclo básico de

refrigeração.

QH

TH

QC

TC

Processo / Estado (PiViTi)

b c

Processo de estrangulação (queda de temperatura e

pressão)

c d Vaporização isobárica e isotérmica, na qual é

absorvido pelo refrigerante o calor QC à temperatura

TC, refrigerando com isso as substâncias do

reservatório frio. d a Compressão adiabática do vapor até uma

temperatura superior à temperatura TH do

condensador.

a b Esfriamento isobárico e condensação a TH

Etapa W U Q

b c )( HCV TTC )( HCV TTC 0

c d Pc(Vd – Vc) QC

d a )( HCV TTC )( CHV TTC 0

a b Pa(Vb – Va) QH

Resumindo, a refrigeração consiste na

manutenção de um sistema de temperatura inferior ao do

meio ambiente.

Considerando que a tendência natural do calor e

passar do corpo quente para o corpo frio, para se manter

um sistema refrigerado, é necessário criar-se um fluxo de

calor em sentido contrario, o que exige, de acordo com o

segundo principio do termo dinâmico, dispêndio de

energia. Essa energia pode ser mecânica, calorífica ou

mesmo elétrica.

A quantidade de calor a ser retirado do sistema a

ser refrigerado, na unidade de tempo, recebe o nome de

potencia frigorífica ou carga térmica de refrigeração a

qual e medida em frigorias por hora (fg/h).

Teoricamente qualquer fenômeno físico ou

químico de naturezas endotérmicas pode ser aproveitado

para produção do frio. Entre os processos endotérmicos

usados na refrigeração ,podemos citar a refrigeração

mecânica por meio de vapores.

Entre as principais aplicações podemos citar:

Indústria de alimentos; fabricação de gelo;indústria

da construção; a metalurgia; indústria química; o

condicionamento do ar para a indústria; o

condicionamento do ar para o conforto; a medicina; a

pesquisa; etc.

O processo de refrigeração mecânica por meio de

vapores consiste na produção continua do liquido

frigorífico, o qual, por vaporização, fornece a desejada

retirada de calor do meio a resfriar e o processo mais

adotado atualmente, tanto na técnica da refrigeração

industrial como do conforto.

Para se conseguir a vaporização de um líquido, é

necessária que a tensão de seu vapor (função da

temperatura), seja superior a pressão a que está submetido

o fluido em vaporização assim, quanto mais baixa for a

pressão, mais baixa poderá ser a temperatura conseguida

no meio a refrigerar.

Por outro lado, para que vaporização seja

continua, o fluido vaporizado deve ser novamente

condensado , isso se consegue , fazendo-se a vaporização

em recinto fechado (evaporador), condensando-se

novamente. Assim o líquido obtido na condensação, pode

ser colocado novamente à pressão de vaporização com

sua temperatura compatível de refrigeração através das

válvulas de expansão, desta forma voltando-se a ser

vaporizado.

Podemos então concluir, que uma instalação de

refrigeração mecânica por meio de um vapor nada mais é

do que um conjunto de elementos ligados em circuito

fechado, destinado a liquefazer o fluído refrigerante e

possibilitar a sua vaporização contínua em condições de

pressão adequadas.

Desta forma em uma instalação de refrigeração

mecânica por meio de vapores devera dispor

essencialmente dos seguintes elementos.

A. Compressor

B. Condensador

C. Evaporador

D. Válvula de expansão

Uma instalação de refrigeração pode também

funcionar como uma fonte de calor e para isso

conseguimos da seguinte forma, normalmente invertendo-

se o ciclo de funcionamento da instalação , obrigando-se

o evaporador a funcionar como condensador e vise-versa ,

diz-se que a maquina frigorífica produz frio no ciclo

direto e calor no ciclo reverso.

Esta inversão de ciclo de refrigeração e utilizada

em pequenas instalações de condicionamento de ar, e suas

inversões de ciclos são obtidas por meio de válvulas de

quatro vias comandadas eletricamente chamadas eletro

válvulas.

Fluídos Refrigerantes - Detalhes

Fluídos refrigerantes como vulgarmente são

chamados, são as substancias empregadas como veículos

térmicos na realização dos ciclos de refrigeração.

Roteiro de Relatório – Refrigeração – Prof. Dr. Cláudio S. Sartori

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Atualmente, os mais usados são;

A amônia (NH3), para as grandes instalações

industriais;

O freon 12 (dicloro difluormetano), nos

refrigeradores domésticos e comerciais, pequenas

instalações de refrigeração industrial, nas grandes

instalações de ar condicionado que utilizam

compressores alternativos.

O freon 22 (monocloro difluormetano), em

compressores alternativos nas instalações de

refrigeração industrial de pequeno porte e com

temperaturas medias , nos condicionadores de ar de

janela , condicionadores de ar tipo compacto e

mesmo em instalações de ar condicionado de grande

porte ;

O freon 114 (dicloro tetrafluormetano), nas pequenas

instalações que adotam compressores rotativos;

O freon 11 (tricloro monofluormetano), e o freon 113

(tricloro trifluormetano), nas grandes instalações de

ar condicionado que adotam compressores

centrífugos.

Os fluidos frigorígenos são escolhidos atendendo as

seguintes considerações;

a) Bom rendimento na produção do frio;

b) Pressão de condensação não muito elevada, nem

pressão de vaporização abaixo da pressão

atmosférica, para as temperaturas de funcionamento a

que se destina.

c) Terem um volume a deslocar compatível com o tipo

de compressor adotado;

d) Serem quimicamente inerte , ininflamável e atóxico;

e) Possibilitarem sua identificação em caso de fugas;

f) Serem de baixo custo.

Elementos da instalação de refrigeração

Condensadores

Os condensadores das instalações de refrigeração têm

por finalidade esfriar e condensar o fluído proveniente da

compressão, rejeitando o seu calor para o meio externo.

Os condensadores podem transferir o seu calor, para

o ar, para a água, ou mesmo para o ar em contato com a

água.

Os condensadores de ar são geralmente serpentinas

aletadas, por onde circulas o ar, naturalmente

(refrigeradores domésticos )ou forcados por meio de um

ventilador.a elevação da temperatura do ar e da ordem de

10 a 15ºC atingindo a temperatura de condensação , para

uma temperatura ambiente de 30 a 35ºC, valores da

ordem de 45 a 55ºC .essa temperatura relativamente

elevada , reduz o rendimento da instalação , razão pela

qual a condensação a ar é usada só em pequenas

instalações .

O condensador recebe vapor superaquecido do

compressor. O vapor resfria ate a temperatura de

saturação corresponde e condensa. Na falta de outra

indicação pode-se considerar titulo zero, na saída do

condensador, mas é comum o liquido saturado se resfriar

um pouco, saindo um liquido ligeiramente sub-resfriado.

Embora possa ser sensível a queda de pressão devido a

perda de carga, em geral se considera o condensador

trabalhando em pressão constante, em temperatura maior

que a da fonte quente para que o fluido possa ceder SQ .

Compressores

Os compressores adotados na compressão mecânica

por meio de vapores podem ser tanto alternativos como

rotativos. Os alternativos são geralmente de êmbolo

embora sejam adotados também para pequenas unidades

os compressores de membranas (tipo eletromagnético).

Entre os rotativos volumétricos são usuais os

compressores de palheta ou de engrenagens e,

excepcionalmente, os de pendulo, enquanto que, entre os

turbo compressores, são adotados em refrigeração

normalmente os compressores centrífugos de 1 a 8

estágios .

A escolha do tipo de compressor depende

essencialmente das temperaturas Tf temperatura de

vaporização (fonte fria) e Tq temperatura de condensação

(fonte quente) escolhidas.

Para a produção do frio, Tf é escolhida para a

finalidade a que se destina ófrio, enquanto Tq deve ser

superior à temperatura do meio para o qual se pretende

transferir calor.

Para a produção do calor, Tq é escolhida para a

finalidade a que se destina ó calor (geralmente 30 a 40ºC),

enquanto Tf deve ser inferior à temperatura do meio do

qual se pretende retirar calor. (Observação: no inverno,

esse valor pode ser bastante baixo). Há um aumento da

pressão do vapor. Com o aumento da pressão, a

temperatura do vapor aumenta. O compressor consome

CW .

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5

Filtro e Válvula de Expansão

A válvula de expansão recebe líquido, saturado

ou ligeiramente sub-resfriado. Ao passar pelo

estrangulamento, ocorre uma queda de pressão (perda de

carga) elevada, forçando o líquido a entrar em ebulição,

com conseqüente remoção de calor do meio, para

promover esta evaporação. Este processo é isoentálpico.

Evaporadores

Recebe uma mistura de líquido e vapor saturado,

em temperatura menor que a fonte fria, retirando calor

desta. O líquido se vaporiza, removendo calor do meio,

se transformando em vapor saturado (com título 1) ou

levemente superaquecido. A pressão no evaporador é

quase constante, pois em função da circulação do líquido

há uma perda de carga nos dutos. A temperatura também

tende a ser constante, exceto na saída do evaporador,

quando pode haver um pequeno superaquecimento.

Avaliando termodinamicamente o ciclo,

podemos obter algumas relações interessantes:

1- potência de compressão –

).( 21 aChhmN

2- Calor rejeitado no condensador -

).( 23 aa hhmQ

3- Calor absorvido no evaporador -

).( 41 hhmCQB

( C também é chamada Capacidade Frigorífica, medida

geralmente em Toneladas de Refrigeração: 1TR = 3516,8

W = 12000 BTU/h , que é a taxa de refrigeração

necessária para se produzir 1 tonelada de gelo em 1 dia )

Observações:

Grandeza Unidade

(SI)

Outras Unidades

Pressão

Pascal

Pa = N/m2

1 torr = 133.33Pa

1 bar = 105Pa

1mbar = 102Pa

1atm = 1.013 . 105Pa

1 lb/in2 = 6895 Pa

Potência

Watt

1W=1J/s

1btu/h=0.293W

1hp = 746W

Energia

Joule 1J = 1N.1m

1 btu = 1052J = 252cal

1cal = 4.2J

Entalpia: Grandeza que se relaciona com a

energia interna total de um sistema. Unidade: Joule.

H U P V

Entropia: A variação de entropia de um sistema

numa mudança de estado é uma grandeza definida por:

2

1

1 2 2 1

T

T

dQS S S

T

Unidade: Joule/Kelvin (J/K).

Coeficiente de performance do refrigerador

de Carnot (Ciclo de Carnot Invertido):

C CCp

H C H C Ciclo

Q QTK

Q Q T T W

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6

2. Objetivos:

2.1 Aplicar os conceitos e conclusões da

termodinâmica para compreender o funcionamento de um

sistema de refrigeração.

2.2 Compreender a função de cada um dos

componentes de um sistema de refrigeração, tanto

doméstico quanto de maior porte.

Material Utilizado Módulo de Refrigeração.

Bancada de ensaios de refrigeração

No laboratório, além dos 4 equipamentos básicos citados,

há outros que permitem um funcionamento mais eficiente

do sistema. E outros para uma avaliação comparativa

com sistemas mais sofisticados de refrigeração, ou com

aplicações específicas.

Filtro – Durante a montagem do

sistema, todo o ar e umidade do sistema devem ser

removidos. O processo usual é a evacuação através de

uma bomba de vácuo de capacidade elevada.

Recomenda-se valores de no mínimo 0,05 mbar. Mesmo

assim, sempre há uma certa umidade nas linhas que não

se consegue remover. Se esta umidade atingir a válvula

de expansão, poderá entupi-la em função do seu

congelamento, Para isto, há um filtro que, durante o

funcionamento do sistema, irá remover esta umidade

através de uma substância higroscópica, até a sua

remoção. É aceitável um pequeno grau de umidade,

principalmente em grandes equipamentos, desde que não

interfira com o funcionamento do equipamento. Há

também substâncias que irão remover compostos ácidos

resultantes da degradação do óleo do compressor. Além

disto, há um filtro para segurar partículas finas, tais como

resíduos sólidos soltos nas linhas durante a montagem do

sistema.

Visores de líquido – Há 4 visores em locais

estratégicos. Permite ao aluno visualizar o vapor após o

compressor, o líquido após o condensador, o líquido em

ebulição após as válvulas de expansão e o vapor após o

evaporador. É comum e normal visualizarmos um pouco

de óleo do compressor junto do líquido refrigerante, pois

sempre ocorre arraste durante o processo de compressão.

Válvulas de expansão - Para permitir ao

aluno ensaiar com os métodos mais utilizados para

expansão do líquido refrigerante, foram colocados 3 tipos

de expansão:

a. Expansão em tubo capilar – o mais utilizado e

de menor custo para sistemas de pequeno porte, tal como

refrigeradores residenciais, bebedouros, condicionadores

de ar, etc. Faz uma elevada queda de pressão no líquido,

forçando sua ebulição no evaporador. Não consegue

controlar precisamente a condição de evaporação.

b. Válvula de expansão pressostática (também

chamada expansão automática) – Mantém constante a

pressão de sucção do compressor, e assim tende a manter

constante também a temperatura do evaporador.

c.Válvula de expansão termostática – é a mais

eficiente, pois mantém o evaporador cheio de líquido,

melhorando muito a troca térmica do líquido em ebulição

com a tubulação do evaporador. Caso a vazão de líquido

esteja acima da necessária, parte do refrigerante ainda

líquido irá em direção ao compressor, esfriando a linha.

Para evitar este inconveniente, há um bulbo que faz a

realimentação na válvula, fechando-a para evitar perdas

de energia e danos no compressor. Ao fechar a válvula, o

líquido excedente evapora, e logo a temperatura do bulbo

irá subir, reabrindo a válvula. Este processo é contínuo e

automático.

Sensores de temperatura e pressão – para permitir

uma leitura rápida e precisa nos 4 pontos principais

do ciclo de refrigeração.

Cuidado!!! Como a compressão do vapor faz

aumentar a sua temperatura, os dutos de saída são

isolados. Como o sensor também é sensível à

vibração, foi colocado a uma certa distância do

compressor.

O fluido refrigerante utilizado no sistema é o R-134a

(Número ASHRAE), pois está presente na maioria dos

sistemas de pequeno porte. Este refrigerante possui

diversas denominações, dependendo do fabricante: SUVA

134a, KLEA 134a, HFC 134a, VT1505, FORANE 134a,

RECLIN 134a, etc. e possui a seguinte fórmula química:

CH2F-CF3.

Há vários outros tipos de gases refrigerantes de

diversos fabricantes diferentes, com suas respectivas

denominações, como pode ser visto abaixo:

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7

Arcton -Imperial Chemicals; Forane -Elf Atochem -

Freon, Suva;Du Pont; Frigen, Reclin – Hoechst Genetron;

Allied Signal Halon; ASP International Isceon Rhone-

Poulenc Isotron Pennsylvania Salt Kaltron; Joh. A.

Benckiser; Ucon Union Carbide

Procedimento Experimental Ligar módulo de refrigeração.

Estabilização:Logo após ligar o sistema, e antes

de efetuar alguma medição, os alunos devem observar que

leva um certo tempo até que as temperaturas entrem em

equilíbrio. Enquanto isto, devem identificar os vários

elementos que compõe o sistema, relembrando sua

finalidade.

As pressões são mostradas de 2 formas diferentes:

1- Manômetros – 1 para alta pressão (descarga do

compressor) e 1 para baixa pressão (sucção do

compressor). Todos referenciados à pressão atmosférica

local.

2- Transmissor de pressão absoluta – 1 para alta

pressão (descarga do compressor) e 1 para baixa pressão

(sucção do compressor). Referenciados à pressão zero

absoulta. As indicações no painel são em bar absoluto

(bara).

As temperaturas são mostradas para os seguintes

pontos:

1- Entrada do evaporador: T1

2- Saída do evaporador: T2

3- Entrada do condensador: T3

4- Saída do condensador: T4

Além da Temperatura ambiente:Tamb

Observar as temperaturas indicadas, as

pressões do gás refrigerante em cada instante de tempo.

Verifique em que parte do módulo ocorre a

condensação e em qual parte ocorre a evaporação do gás

refrigerante. Anote as temperaturas.

Efetuar as medições de temperatura e pressão

para avaliar os diferentes tipos de expansão:

a- Expansão com tubo capilar.

b- Expansão com válvula pressostática

c- Expansão com válvula termostática

Esperar até que o sistema entre em equilíbrio

para cada uma das expansões, antes de realizar as

medições.

Dados Experimentais obtidos

i T1

(0C)

T2

(0C)

T3

(0C)

T4

(0C)

P

( )

P

( )

1

2

3

4

5

6

7

8

9

i T1

(K)

T2

(K)

T3

(K)

T4

(K)

P

( )

P

( )

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Análise dos dados Experimentais obtidos

Média:

1

N

i

i

T

TN

Devio padrão populacional:

2

1

N

i

i

T

T T

N

Erro associado à média:

T

TN

Apresentação do resultado com 2 algarismos

significativos para o erro associado à média:

TT T

Gráficos: (T1 , P), (T1 , P), (T3 , P), (T4 , P) e

regressões lineares.

y B x A

P B T A Faça a regressão linear utilizando o modo reg de

regressão nas calculadoras, obtendo assim os parâmetros

A(coeficiente linear) , B(coeficiente angular) e coeficiente

de correlação r.

1 1 1

2

2

1 1

N N N

i i i i

i i i

N N

i i

i i

N x y y x

a

N x x

2

1 1 1 1

2

2

1 1

N N N N

i i i i i

i i i i

N N

i i

i i

x y x x y

b

N x x

2

1 1 12

2 2

2 2

1 1 1 1

/

/ /

n n n

i i i i

i i i

n n n n

i i i i

i i i i

x y x y n

r

x x n y y n

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8

8

(T, P) A (coeficiente

linear)

B (Coeficiente

angular)

r (correlação)

Conclusões O grupo deve fazer e apresentar no relatório uma

análise crítica e sucinta do ensaio:

O que ocorreu

dificuldades encontradas

confiabilidade dos valores medidos e calculados

deficiências do equipamento e nos

procedimentos

etc.

Apêndice:

Modo Estatístico das calculadoras.

Casio fx-82MS

Comando Função

on Liga

Mode 2 Entra no modo sd

(statistical data)

Shift CLR 1 = Limpa memórias

Dado 1 M+ Inseri dado 1

Shift 2 Entra no s-var

Shift 2 1 = Dá a média

Shift 2 2 = Dá o DPP

Shift 2 3 = Dá o DPA

Shift CLR 3 = Limpa tudo

Mode 3 Entra no modo reg 1

(regressão linear)

x1,y1 M+ Inseri ponto (x1,y1)

Exemplo: 1.879EXP(-)5,2.456EXP4 M+

Insere o ponto (1.879.10-5, 2.46.104)

Shift 2 1 = Dá a média de y

Shift 2 2 = Dá o DPP de y

Shift 2 3 = Dá o DPA de y

Shift 2 1 = Dá a média de x

Shift 2 2 = Dá o DPP de x

Shift 2 3 = Dá o DPA de x

Shift 2 1 = Dá o coeficiente linear

A

Shift 2 2 = Dá o coeficiente

angular B

Shift 2 3 = Dá a correlação r

Série HP

Recursos estatísticos:

Σx, Σx2, Σy, Σy

2, Σxy

Desvio padrão de amostra, média

Desvio padrão de população

Regressão linear

Combinações, permutações

Média ponderada

Editar, gravar, nomear, listar

Ajuste de curva ( LIN, LOG, EXP, POW )

Plotagem de dados estatísticos

Testes de hipóteses

Intervalos de confiança

Comando Função

Single-var

Entra no modo estatístico

Edit Entra no modo de edição. Escolha a coluna que

inserirá os dados

population Dpp

sample Dpa

chk Marque para mostrar o

valor

Fit data

Entra no modo de ajuste de curvas

Edit Insira os dados (x,y) nas colunas 1 e 2, por exemplo

Referências:

1. STOECKER, W. F. e JONES, J. W.,

"Refrigeração e Ar Condicionado", McGraw-Hill, 1985.

2. COSTA, E. C., "Refrigeração", Editora Edgard

Blücher Ltda, 1982.

3. GOSNEY, W. B., "Principles of

Refrigeration", Cambridge University Press, 1982.

4. STOECKER, W. F. e JABARDO, J. M. S.,

"Refrigeração Industrial", Editora Edgard Blücher Ltda,

2001.

5. ANELLI, G., Manual Prático do Mecânico e do

Técnico de Refrigeração.

Valeu,

carinha ?

Roteiro de Relatório – Refrigeração – Prof. Dr. Cláudio S. Sartori

9

9

6. ASRHAE (Americam Society of Heating,

Refrigerating and Air-Conditioning), "Fundamentals

Handbook", 1993.

7. DOSSAT, R. J., "Princípios de Refrigeração",

Hemus, 1980.

8. CREDER, H., "Instalações de Ar

Condicionado", 5a. edição, LTC - Livros Técnicos e

Científicos Editora S. A., 1996.