Universidade Federal da ParaíbaCentro de Tecnologia

Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica

Análise Experimental e Comparação com Modelo Computacional do Sistema de

Refrigeração por Absorção de Duplo Efeito em Série Usando Água / Brometo de Lítio.

Por: Márcio Andrade Rocha

Orientador: Profº Dr. Carlos Antônio Cabral dos Santos

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Motivação

Contribuir significativamente com o desenvolvimento de máquinas de refrigeração por absorção concernetes a:

Construção da máquina; Análise energética e exergética; Viabilidade de aplicações; Cogeração; Preservação do meio ambiente;

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Objetivo

Geral

Realizar estudo experimental e comparativo em uma máquina de

refrigeração por absorção de duplo efeito em série com programa

de simulação computacional, alicerçando contribuições

significativas para o desenvolvimento e otimização de

componentes e da própria máquina no que tange aos fatores de

viabilidade energética, relação custo benefício, preservação do

meio ambiente e estímulo a novas pesquisas.

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Objetivos Específicos

Comparar os resultados experimentais com os da simulação computacional; Desenvolver uma análise energética e exergética do equipamento;

Avaliar a viabilidade da utilização da máquina em processos de

cogeração;

Avaliar a possibilidade de aprimorar e ou otimizar equipamentos

que compõem a máquina;

Disponibilizar novos dados teóricos os quais motivarão estudos

futuros.

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Metodologia

Pesquisa bibliográfica

Construção da máquina de refrigeração;

Instrumentação e tomada de dados;

Cálculos teóricos;

Comparação dos resultados com modelo computacional.

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Evolução Histórica Chineses (1000 A.C) – uso do gelo para conservar alimentos e bebidas;

Egípicios (500 A.C) – refrescavam água usando vasos de barro e

produziam gelo em noites frias através da radiação;

Willian Cullen (1755) – formação de gelo através do uso do éter;

Olivier Evans (1805) – sugeriu sistema cíclico por compressão;

Frederic Tudor (1805) – criação da “Tudor Ice Company”;

Jacob Perkins (1844) – 1ª máquina cíclica por compressão;

Edmond Carré (1850) - 1º máquina por absorção água/H2SO

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Ferdnand Carré (1859) – 1º máquina por absorção água/NH3;

Carrier e Servel (déc. De 40)– H2O/LiBr e H

2O/LiCl 100 a 700 TR;

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Classificação

Simples efeito Duplo efeito

Série Paralelo

Triplo efeito Paralelo Série

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Princípio de Funcionamento: simples efeito

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Duplo Efeito: série

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Duplo Efeito: paralelo

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Características do Brometo de Lítio

Sal sólido

Cor branca

Sabor amargo

Facilmente solúvel em água

Elevada afinidade ao vapor d'água

Massa específica 3464 Kg/m3

Ponto de fusão 547°C

Ponto de ebulição 1265°C

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Características de um Bom Fluido de Trabalho

Quimicamente estável;

Não ser tóxico;

Não ser inflamável;

Compatível com o material;

Fácil obtenção;

Baixo custo;

Fácil detecção em caso de vazamento;

Não agredir o meio ambiente.

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Vantagens

Não é tóxico;

Não é inflamável;

Fácil aquisição;

Custo razoável;

Não necessita de retificador;

Desvantagens

Altamente corrosivo;

Necessidade de materiais apropriados;

Custo de instalação elevado;

Não trabalha com temperatura negativa;

Dificuldade para detectar vasamento.

O Fluido de Trabalho: água/ LiBr

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Referências Bibliográficas

ABREU, Ari F. de . Sistema de Refrigeração por Absorção Intermitente: concepção, dimensionamento, construção, ensaio e considerações econômicas. Tese de Doutorado – Programa Interunidades de Pós-Graduação em Energia da Universidade de São Paulo, 1999.

ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. A., 2006, Termodinâmica. 5ª ed. São Paulo, McGraw-Hill.

COSTA, E. C. Da , 1974, Física Aplicada à Construção: conforto térmico. 3ª ed. São Paulo, Blucher.

COSTA, E. C. Da , 1982, Refrigeração. 3ª ed. São Paulo, Blucher.

DORGAN, C. B., DORGAN, E. C., LEIGHT, S. P., 1995, Application Guide for Absorption Cooling / Refrigeration Using Recovered Heat. Atlanta, USA, America Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers,Inc.

GOMRI, Rabah, 2009, “Second Law Comparasion of Single Effect and Double Effect Vapour Absorption Refrigeration Systems”, Energy Conversion and Management, v. 50, pp. 1279-1287.

KHALIQ, A. & KUMAR, R., 2008, “Exergy Analysis of Double Effect Vapor Absorption Refrigeration System”, International Journal of Energy Research, v. 32, pp.161-174.

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Referências Bibliográficas

KAUSHIK, S. C. & ARORA, A., 2009, “Energy and Exergy Analysis of Single Effect and Series Flow Double Effect Water-Lithium Bromide Absorption Refrigeration System”, International Jornal of Refrigeration, v. 32, pp. 1247-1258.

LU, Zhen et al., 1999, Development of Absorption Technologies with Lithium Bromide, in China. Munich/Germany, ISHPC'99, pp. 45-49

SANTOS, P. H. D. dos . Dissertação de Mestrado. Análise exergética de sistemas de refrigeração por absorção de múltiplos estágios com o par água-brometo de lítio. João Pessoa-PB: [s,n], 2005.

SOUZA, Wilson L. de . Análise Exergoeconômica dos Ciclos de Refrigeração por Absorção de Única Pressão. Tese de Doutorado – Universidade Federal da Paraíba/UFPB, João Pessoa – PB, 2007.

VARANI, C. M. R. Avaliação Energética e Exergética de uma Unidade de Refrigeração por Absorção Agua/Brometo de Lítio Utilizando Gás Natural. Tese (Tese de Doutorado) ― Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa – Pb, 2001.

YATTARA, A. et al, 2003, “Comparison Between Solar Single-Effect and Single-Effect Double-lift Absorption Machines”, Applied Thermal Engineering, v. 23, pp. 1981-1992.

GOMRI, R. & HAKIMI, R., 2008, “Second Law Analysis of Double effect Vapor Absorption Cooler System”, Energy Conversion and Management, v. 49, pp. 3343-3348.

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Agradecimentos

Recogás

CNPq

IES

Aos colegas

Ao Orientador: Profº Dr. Carlos Cabral.

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