APS DE MAQUINAS

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ENGENHARIA MECÂNICA
RAFAEL OLIVEIRA
Atividade Prática Supervisionada (APS) 
SALVADOR
2021
UNIVERSIDADE SALVADOR- UNIFACS
ENGENHARIA MECÂNICA
RAFAEL OLIVEIRA
Atividade Prática Supervisionada (APS) 
.
SALVADOR
2021
Sumário
1. INTRODUÇÃO	4
2. FUNCIONAMENTO DO CICLO DE CARNOT	4
3. SISTEMA DE COMPRESSAO A VAPOR	5
4. DETERMINACAO DE SELECAO DO FLUIDO	6
5. SISTEMA DE COMPRESSAO A ABSORCAO 	6
6. BOMBA DE CALOR CICLO BRAYTON REVERSO	7
7. APLICACOES 	7
8. REFERÊNCIAS 	8
 
1. INTRODUÇÃO
Desde os primórdios a refrigeração é utilizada com intuito de facilitar a vida do ser 
humano. Ela se baseia em retirar calor de um corpo e rejeitá-lo para o meio ou outro corpo a uma temperatura maior. Hoje a sua real aplicação e para realizar conforto térmico, processamento, armazenamento, conservação de alimentos e climatização de ambientes industriais, entre outros.
Há dois ciclos de refrigeração básicos: o ciclo de refrigeração por compressão a vapor e o ciclo de refrigeração por absorção. O sistema por compressão a vapor é o mais utilizado. Para este estudo foi analisado o ciclo de refrigeração por compressão a vapor, composto por cinco componentes básicos, que são: compressor, condensador, válvula de expansão, evaporador e fluido refrigerante.
2. FUNCIONAMENTO DO CICLO DE CARNOT
Fonte- Wikipedia
A energia e a temperatura em Q e T respectivamente, que durante cada ciclo do motor, a substância de trabalho absorve a energia Qa sob a forma de calor de um reservatório térmico mantido a temperatura constante Ta e libera a energia Q b {\displaystyle Q_{b}}Qb sob a forma de calor para um segundo reservatório térmico mantido a uma temperatura inferior, também constante Tb.
 O rendimento de uma máquina térmica é dado pelo quociente do trabalho pela energia útil, onde o trabalho é definido pela diferença entre a energia útil e a energia dissipada. A equação do rendimento pode ser reescrita como a diferença entre a unidade e o quociente da energia dissipada pela energia útil.
Rendimento da Máquina ( r {\displaystyle r} r) 
r = W/Q1
onde:
(r)é o rendimento;
Q1 Q 1 {\displaystyle {Q_{1}}} é a energia útil;
W W {\displaystyle {W}} é o trabalho;
Q2 Q 2 {\displaystyle {Q_{2}}} é a energia dissipada;
3. SISTEMA DE COMPRESSAO A VAPOR
r = W Q 1 {\displaystyle r={\frac {W}{Q_{1}}}} 
Segundo Stoecker e Jones (1985), neste ciclo o vapor é comprimido e condensado, tendo posteriormente sua pressão diminuída de modo que o fluido possa evaporar a baixa pressão.
Fonte - Wikipedia
1-2 Acontece no compressor, sendo um processo isentrópico desde o estado de vapor saturado até a pressão de condensação; 
2-3 Ocorre no condensador, onde há uma redução da temperatura de vapor de condensação até a forma de saturação com pressão constante; 
3-4 Ocorre no dispositivo de expansão, sendo uma expansão irreversível à entalpia constante desde o estado de líquido saturado até a pressão de evaporação; 
4-1 Ocorre no evaporador a uma temperatura constante, evaporação até o estado de vapor saturado e pressão constante.
4. DETERMINACAO DE SELECAO DO FLUIDO
Qualquer substância que é instável e líquida à temperatura desejada no compressor 
pode ser usada como fluido no sistema de refrigeração. Sua principal função é o transporte de calor. Devem ser considerados diversos fatores para a escolha de fluidos refrigerante.
É de grande importância na determinação da eficiência do equipamento de 
refrigeração o conhecimento das propriedades termodinâmicas do fluido refrigerante. 
Conforme a temperatura, as pressões no sistema variam e são diferentes para cada fluido.
Segundo Marques (2010), de uma forma geral, os fluidos refrigerantes podem ser 
classificados da seguinte forma: hidrocarbonetos halogenados, misturas azeotrópicas de hidrocarbonetos hologenados, misturas não azeotrópicas de hidrocarbonetos hologenados, compostos orgânicos e compostos inorgânicos
Na década de 1990, os principais substitutos para os CFCs foram o HCFCs, com 
destaque para o R-22, que é bastante utilizado em sistemas de refrigeração; porém, como o seu vazamento contribui para a destruição da camada de ozônio, seu uso vem sendo reduzido de acordo com as metas estabelecidas pelo Protocolo de Montreal (MMA, 2005). 
O R-134a é também utilizado para substituir o R-12. É utilizado em ar-condicionado 
automotivo e para refrigeradores e seu desempenho pode ser reduzido em temperaturas 
baixas. Além disso, possui propriedades termodinâmicas adequadas, não é inflamável e nem tóxico e é compatível com todas as ligas e materiais utilizados em equipamento de refrigeração (PIRANI, 2001).
5. SISTEMA DE COMPRESSAO A ABSORCAO
O ciclo de absorção básico é mostrado na figura 2. O condensador e evaporador são mostrados na figura 1, e a operação de compressão é proporcionada pela montagem apresentada na metade do diagrama à esquerda.
No evaporador há vapor de refrigerante de baixa pressão. Este é absorvido por uma solução no absorvedor. Caso, a temperatura desta solução se eleve a absorção de vapor poderia cessar. Para evitar isto, o absorvedor é resfriado por água ou ar. A solução no absorvedor é dita concentrada, pois contém grande quantidade de refrigerante. Uma bomba eleva a pressão eleva a pressão da solução concentrada e faz com que esta entre no gerador. No gerador, ocorre a adição de calor (fonte que forneça temperaturas elevadas), fazendo com que o refrigerante volte ao estado de vapor. Este vapor está em elevadas temperatura e pressão.
A solução líquida, que agora tem baixa concentração de refrigerante, retorna ao absorvedor por válvula redutora de pressão. O objetivo da presença desta válvula é manter a diferença de pressão entre o absorvedor e o gerador. No evaporador há passagem de água fria, que resfria o vapor e condensa o refrigerante. O refrigerante vai para o evaporador através de uma válvula de expansão. No evaporador ocorre a passagem de um fluido que será resfriado (troca de calor com o refrigerante). Este fluido fornecerá calor ao refrigerante que evaporará (está em baixa pressão). Este é o efeito de refrigeração.
6. BOMBA DE CALOR CICLO BRAYTON REVERSO
A bomba de Calor Ciclo Brayton Reverso é utilizada para recuperar solventes de gases em muitos processos. O solvente carregado no ar é comprimido e depois expandido, posteriormente é resfriado durante a expansão, os solventes condensam e são 
recuperados. A expansão adicional (com o arrefecimento adicional associada, a condensação e a recuperação de solventes) ocorre na turbina que aciona o compressor.
7. APLICACOES
Quando as bombas de calor são usadas em processos de secagem, evaporação e 
destilação, o calor é reciclado no processo. Para aquecimento de espaços, aqueci-
mento de fluxos de processo e produção de vapor, bombas de calor utilizam resíduos 
de fontes de calor entre 20ºC e 100ºC (como nosso caso, ar ambiente).
· Bombas de calor industriais são utilizadas principalmente para: 
· aquecimento de espaços 
· aquecimento e arrefecimento de correntes de processo 
· aquecimento de água para lavagem, saneamento e limpeza 
· produção de vapor 
· secagem/ desumidificação 
· evaporação 
· destilação 
· concentração
8. REFERENCIAS
Ciclo de Carnot. Wikipedia, 2020. Disponível em: < https://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnot >. Acesso em 01 de setembro de 2021.
SANTOS, Vinicius. O funcionamento das máquinas térmicas: entenda o ciclo de Carnot. Blog do QG, 2020. Disponível em: < https://blog.enem.com.br/o-funcionamento-das-maquinas-termicas-entenda-o-ciclo-de-carnot >. Acesso em 01 de setembro de 2021.
SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Máquinas de Carnot"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/maquinas-carnot.htm. Acesso em 02 de setembro de 2021.
Sistemas de Refrigeração Parte I. Disciplinas da USP, 2020. Disponível em: < https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3550292/mod_resource/content/1/SEL0437_Aula10_Refrigeracao.pdf >. Acesso em 02 de setembro de 2021.