Buscar

PROJETO REFRIGERAÇÃO V2 (3)

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 10 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
IGOR CALZOLARI MÉRIDA
ISRAEL COELHO
LUIZ FELIPE ALVES BARBALHO
YVES WILLIAM SILVEIRA DAS CHAGAS
REFRIGERAÇÃO INDUSTRIAL
ITAPERUNA - RJ
2021
IGOR CALZOLARI MÉRIDA – 1501582
ISRAEL COELHO – 1501933
LUIZ FELIPE ALVES BARBALHO –
YVES WILLIAM SILVEIRA DAS CHAGAS – 1200821
PROJETO DE REFRIGERAÇÃO INDUSTRIAL
 
Trabalho apresentado à disciplina de Refrigeração Industrial, do curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário UniRedentor, como parte dos requisitos necessários para aprovação.
Professor: Daniel Passos Gallo
ITAPERUNA, RJ
2021
1.1 
INTRODUÇÃO
Em 1856, surgiu a primeira máquina refrigeradora que utiliza o princípio da compressão de vapor, construída pelo australiano James Harrison, contratado por uma fábrica de cerveja, tendo como objetivo de produzir uma máquina que fosse capaz de refrescar o produto durante o processo de fabricação, e para a indústria de carne processada para a exportação.
Atualmente, a refrigeração pode ser feita por câmaras frigoríficas, que possuem tecnologia suficiente para se adequarem às melhores condições de conservação. Estas contribuem também para a sustentabilidade, pois ajudam a combater o desperdício, conservando os alimentos por mais tempo. 
As câmaras frigoríficas são compartimentos refrigerados, fechados e isolados termicamente, aliado a um sistema que cria ambientes que armazenam produtos em condições controladas. Essas tais condições, dependem do produto nela armazenado e podem variar de um intervalo definido de temperatura a um controle das características do espaço refrigerado, minimizando o processo de degradação dos alimentos, garantindo suas características e mantendo o produto em seu estado mais próximo do frescor original, através do congelamento ou resfriamento dos produtos. 
Para ser realizada a conservação dos alimentos por resfriamento, deve ocorrer a redução de temperatura próxima de 0ºC e por meio do congelamento, sendo que a temperatura chega a ser menor que 0ºC, dependendo do controle de temperatura, umidade relativa, velocidade do ar, quantidade de ar circulado e da velocidade de redução de temperatura. A umidade relativa incorreta pode provocar desumidificação dos alimentos, que na verdade não seria um caso desejado.
2.1 OBJETIVOS
2.1. Objetivo Geral
O trabalho apresentado tem como objetivo principal dimensionar uma câmara fria para armazenamento de carnes, e a realização da especificação dos componentes do sistema de refrigeração necessários, por meio da carga térmica requerida.
2.2. Objetivo Específico
Para dimensionamento da câmara fria para carnes, será necessário:
· Pesquisar as referências bibliográficas; 
· Buscar as normas técnicas sobre o assunto; 
· Idealizar o esboço do projeto; 
· Entender todas as adversidades e cálculos do projeto; 
· Dimensionar o projeto; 
· Enumerar as matérias primas e itens comerciais para execução do projeto; 
· Desenvolver o detalhamento para fabricação do projeto; 
· Levantar o custo final de execução.
 
 2.3. Justificativa
Em vista que nos dias de hoje é muito necessário algo que mantenha os alimentos, em conserva ou congelados, o dimensionamento de uma câmera fria é apropriado para mostrar o principal funcionamento de como manter carnes em uma boa temperatura, para consumo da própria dias depois, sem deixar o produto em um péssimo estado.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
	
Para realizar o dimensionamento e o cálculo de carga térmica da câmara frigorífica para o armazenamento de carnes, foram dadas as seguintes especificações:
· Dimensões externas:
 Comprimento 6,10 metros
 Largura 5,80 metros
 Altura 2,70 metros
· Dimensões internas :
 	 Comprimento 5,80 metros
 	 Largura 5,50 metros
 	 Altura 2,4 metros
· Faixa de temperatura: 0°C a -18°C;
· Porta: Giratória, injetado poliuretano, tamanho 0,80x1,80MT;
· Capacidade: 8280 kcal/h;
· Fluído refrigerante: R404;
· Potência: 5300w;
· Evaporador: Forçador de 4 motoventiladores 250 mm;
· Vazão de ar interno: 4572m³/h;
· Consumo médio: 13kW/h;
· Iluminação: Lâmpada LED.
3.1 Cálculo de Carga Térmica
Quando o produto é resfriado ou congelado retira-se uma carga térmica formada, basicamente, pela retirada de calor, de forma a reduzir sua temperatura até o nível desejado. Já na estocagem do produto, a carga térmica é função do isolamento térmico, abertura de porta, iluminação, pessoas e motores. No caso de frutas e hortaliças frescas deve-se também levar em consideração o calor de respiração. No entanto, a parcela de calor retirada durante o resfriamento ou congelamento é bem maior quando comparada com a de estocagem, exigindo um estudo mais cuidadoso da solução a adotar.
Q1 – TRANSMISSÃO DE CALOR PELAS PAREDES E TETO 
O calor atravessa as paredes, o teto e o piso dos ambientes refrigerados, ocasionando diferença entre a temperatura da câmara e o ar externo mais quente. A quantidade de calor depende da diferença de temperatura, do tipo de isolamento, da superfície externa das paredes e do efeito de irradiação solar. Assim o calor de transmissão pelas paredes e teto é dado por: 
𝑄1 = 𝑈 × 𝐴 × ∆T
Onde: 
Q = Calor de transmissão [kcal/24h]; 
 U = Coeficiente global de transmissão de calor [kcal/m²K];
 A = Área do isolamento [m²]; 
ΔT = Diferença de temperatura entre os dois lados do isolamento [K]
 
 𝑄1=0,029x 31,9x(35-(-18))
 𝑄1=49,03kcal/24h
 Q2 – TRANSMISSÃO DE CALOR PELO PISO
1– Se embaixo do piso existir outro ambiente, usar o cálculo normal e considerar a temperatura no ambiente debaixo do piso. 
2 – Se o piso for apoiado sob terreno (solo): Cálculo empírico perimetral, quando o piso não for isolado, conforme segue:
𝑄2 = 1,024 × 2 × (𝐿 + 𝐶) × ∆t
Onde: 
Q = Calor de transmissão [kcal/24h]; 
L = Largura da câmara [m]; 
C = Comprimento da câmara [m]; 
ΔT = Diferença de temperatura entre os dois lados do isolamento [K]. 
𝑄2=1,024 x 2 x(5,50 + 5,80) x (35-(-18))
𝑄2=1,24kcal/24h
 Q3 – TRANSMISSÃO DE CALOR PRODUTO
O calor do produto deve ser calculado de acordo com o estado que o mesmo chega na câmara frigorífica. Existem três etapas para o cálculo do calor do produto: Resfriamento, Congelamento e Sub-resfriamento. Para os vegetais é utilizado o cálculo da Respiração.
· 	Sub-Resfriamento
 𝑄3 = 𝑚 × 𝑐𝑝𝑎𝐵 × (𝑇𝑒𝑛𝑡 − 𝑇𝑠𝑎𝑖)
onde
Q= calor de sub-resfriamento do produto (o produto já está congelado) (kcal/24h) 
m= massa de produto (kg).
cpab= calor específico do produto - abaixo do ponto de congelamento (kcal/kg.K).
Tent= temperatura de entrada do produto na câmara (se o produto já entrou congelado) ou, temperatura de congelamento (se o produto vai ser congelado na câmara).
Tsai= temperatura de saída do produto
 
𝑄3=25000 x 0,77x(35+18)
𝑄3=102,01kcal/24h
Q4 – CALOR DA EMBALAGEM DO PRODUTO
Pela experiência, esta carga é aplicada apenas quando a quantidade de material utilizado na embalagem representar um valor maior que 10% do peso bruto que entra na câmara
𝑄4 = 𝑚𝑒𝑚𝑏 × 𝑐𝑒𝑚𝑏 × (𝑇1 − 𝑇2)
Q4 = calor de resfriamento da embalagem (kcal/24h)
 m emb= massa de embalagem (kg) 
cpemb= calor específico do material da embalagem (kcal/kg.K) 
T1= temperatura de entrada da embalagem na câmara
 T2= temperatura de saída da embalagem
𝑄4=0,05 x 0,4 x (35+18)
𝑄4=1,06kcal/24h
 Q5 – CALOR DEVIDO A ILUMINAÇÃO
O tipo de lâmpada e o tipo de luz podem resultar em cargas térmicas apreciáveis. De acordo com o tipo a ser empregada, a carga térmica no interior da câmara será menor para as lâmpadas de sódio, pouco menor quando se trata de vapor de mercúrio ou fluorescente, sendo praticamente o dobro no caso de incandescente.
𝑄5 = 𝑃𝑖𝑙𝑢𝑚 × 0,86 × 𝑛ℎ × f
onde, 
Q5 = calor de vido à iluminação (kcal/24h) 
Pilum= potência de iluminação (Watts) 
nh= número de horas de uso da iluminação por dia 
f = fator de ajuste 
1,25 se tiver reator dentro da câmara 
1,00 se não tiver reator dentro da câmara
Q5=319 x 0,86 x 3 x 1
Q5=823,02kcal/24h
Q6 – CALORDE OCUPAÇÃO 
As pessoas, em especial os que trabalham nas câmaras, também dissipam calor para o ambiente, dependendo do tipo de movimentação, temperatura, roupa, etc. 
𝑄6 = 𝑛𝑝 × 0,86 × [272 − (6 × 𝑇𝑖𝑛𝑡)] × 𝑛ℎ 
onde, Q6 = calor devido às pessoas (kcal/24h) 
np= número de pessoas 
nh= número de horas de uso de trabalho dentro da câmara por dia por pessoa 
Tint = temperatura interna (°C)
𝑄6=1 x 0,86 x (272 - (6 x -18)) x3
𝑄6= 980,04kcal/24h
Q8 – INFILTRAÇÃO DE AR
Cada vez que a porta da câmara frigorífica é aberta, o ar externo mais quente se infiltra na câmara e deve ser resfriado nas condições internas, aumentando por consequência a carga térmica total. 
𝑄8 = 𝑉𝑜𝑙 × 𝑁 × 𝐺 × (1 − 𝐸)
onde, 
Q8= Quantidade de calor infiltrado (kcal/24h) 
V = Volume da câmara (m³) 
N = número de abertura de portas 
G = ganho de energia por m³ de câmara, em função de temperaturas e umidade relativa interna e externa (kcal/m³)
 E = Efetividade do dispositivo de proteção.
𝑄8=76,56 x 1 x 36,3x(1-0,6)
𝑄8=1,11kcal/24h
CARGA TÉRMICA TOTAL
 A carga térmica total é calculada pelo somatório de todas as cargas calculadas anteriormente, então: 
 𝑄𝑇 = 𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 + 𝑄4 + 𝑄5 + 𝑄6 + 𝑄7+ 𝑄8+ 𝑄9+ 𝑄10 
Deve-se acrescentar um fator de segurança de 10% ao valor total da carga térmica. Supondo vinte horas de funcionamento do sistema em função de paradas para degelo, entre outras coisas. Temos:
 𝑄𝑅 = 𝑄𝑇 20

Continue navegando