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Combustão.pptx
Paula F. José S. José Felipe S. Pedro S.
O que é?
Reação química exotérmica
Combustível
Comburente
Energia
Libera calor e luz 
Diversos produtos são formados resultantes da combinação dos átomos reagentes 
Combustível: material oxidável que é consumido, isto é, reage com o oxigênio, pegando fogo. Os combustíveis podem ser sólidos (carvão, madeira, papel), líquidos (gasolina, etanol e óleo diesel) e gasosos (gás butano, gás metano);
Comburente: geralmente é o oxigênio do ar (O2(g)), que pode estar na forma pura ou misturado com outros gases, como acontece no caso do ar. Se não houver suprimento de oxigênio suficiente no ar, a reação não ocorre. No ar, temos cerca de 20% de O2(g), e o limite para que haja combustão é 9% para o carvão e 16% para os demais combustíveis.
Uma experiência que comprova a veracidade desse fato é quando pegamos uma vela acesa e a tampamos com um copo. Com o passar do tempo, todo O2(g) do ar é consumido e a vela apaga;
Energia (calor): para que a reação de combustão se inicie, é necessária uma fonte de ignição, como uma faísca. Depois que a reação se inicia, a energia liberada na forma de calor providencia a energia necessária para que a reação continue até que todo o combustível ou comburente tornem-se escassos.
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Reação 
Ocorre quebra e formação de ligações entre átomos
Calor é absorvido ou liberado 
Calor convertido em trabalho 
Substância de trabalho transfere a energia térmica através de expansão, acionando o sistema mecânico 
Combustíveis - Hidrocarbonetos
Diesel 
C12 ou maiores
Gasolina
C5 a C8
Etanol
C2H6O
PODER calorifico 
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Classificações - Velocidade
Lenta
Não há produção de chama
T baixa  inferior a 500 C
Viva
Produção de calor elevado  chama
Instantâneas 
Velocidade superior a 300 m/s
Atingem de forma súbita toda a massa do combustível
Cinética Química
Velocidade da combustão depende:
Concentração dos reagentes
Superfície de contato
Pressão
Temperatura
Se ocorrer reação, os átomos de parceiros de troca por quebrar alguns títulos antigos (reagentes) e Makins alguns novos (produtos). Se os novos títulos contêm menos energia química do que os antigos laços, o saldo é liberado na forma themal ou luz durante a reação. A energia térmica libertada por isso, em parte, vai elevar a temperatura do conteúdo do vaso da reacção e é parcialmente perdida na forma de trabalho e de calor através do limite de um navio. Quando vários elemtns reagir um com o outro para formar produtos, o calor é absorvido ou libertado quer.
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Combustão Completa
CxHn(g) + O2(g)  CO2(g) + H2O(g)
Ocorre quando há suficiente oxigênio
 reação completa
Ruptura total da cadeia carbônica 
Oxidação total dos átomos de carbono 
Libera mais energia
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Combustão Incompleta
Fornecimento de oxigênio é pobre 
Prejudica saúde e meio ambiente 
CO  gás venenoso
C  liberado como fuligem 
Pode liberar NOx SO2 HC COH
CxHn(g) + O2(g)  CO(g) + H2O(g) + C(g)
O monóxido do carbono CO é um gás combustível, pois reagindo com o oxigênio do ar ele libera o calor, por isso no caso de combustão incompleta o aproveitamento do combustível e o rendimento do motor irão diminuir. Além do mais, o monóxido do carbono é um gás tóxico e provoca a poluição do ambiente. Por isso a combustão incompleta é inadmissível. Na pratica, quando motor funciona regularmente, na câmara de combustão sempre existe o ar em excesso para garantir a combustão completa de todos elementos combustíveis. O regime de funcionamento do motor que gera maior do monóxido do carbono é a marcha lenta
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Combustão Turbulenta
Favorece a transferência de calor da frente de chama para a mistura do combustível 
Intensifica a mistura  aumenta velocidade 
Ocorre um vórtex na admissão que favorece a queima da mistura do ar combustível
Aumento de superfície de contato
Combustão Homogênea 
Combustão pré-misturada
Motores de carburação externa (ex. Otto)
Mistura é preparada fora do cilindro 
Combustível na mistura com ar fica no estado gasoso
Combustão Heterogênea 
Difusão
Motores de carburação interna (ex. Diesel)
Combustível é injetado no cilindro em estado líquido 
 
Combustão em Motores - Ignição
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Combustão em Motores - Compressão
Detonação
Combustão espontânea antes do PMS
Há cinética antes da hora
Par PT é atingido antes da centelha
Pontos quentes na câmara
Pico de pressão é maior  danos mecânicos
Liberação de calor antes do desejado
Trabalho no lugar errado 
 Eficiência despenca
Combustão espontânea pois atinge par P T antes de atingir 
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Atraso de Combustão
Intervalo de tempo (ou ângulo de manivela) entre o início da injeção e o início da combustão
Atingir pressão máxima logo após o PMS
Fatores que afetam o atraso
Razão de compressão
Velocidade angular
Potência
Atomização
T e P do ar admitido 
Qualidade do combustível
Razão de compressão: seu aumento influencia a pressão e a temperatura do ar na câmara de combustão. Além disso, a temperatura minima de auto-ignição diminui com o au-mento da densidade do ar, diminuindo assim o atraso da combustão;
– Velocidade angular do motor: seu aumento faz com que as perdas de temperatura durante o processo de compressão diminuam, incrementando de tal forma a temperatura e pressão do ar, e como conseqüência disto o atraso da com-bustão diminui;
– Potência: seu aumento equivale a uma diminuição na razão ar / combustível, o que leva a um aumento de tem-peratura e uma conseqüente diminuição do atraso da com-bustão;
– Atomização: uma melhor atomização reduz o atraso da combustão. Uma maior viscosidade e uma menor volatil-idade prejudicam a atomização, aumentando o atraso da ignição;
– Avanço da injeção de combustível: um dos fatores com maior influencia sobre o atraso da combustão, seu au-mento leva o combustível a encontrar o ar no cilindro a temperaturas menores, aumentando o atraso;
– Temperatura do ar admitido: seu aumento produz umaumento na temperatura do ar comprimido, melhorando desta forma a vaporização do combustível, diminuindo as-sim o atraso da combustão. Porém, esse aumento de tem-peratura no ar provoca uma redução em sua densidade, reduzindo a eficiência volumétrica e conseqüentemente a potência;
– Pressão do ar admitido: o aumento da pressão do ar admi-tido, aumenta a pressão e temperatura do ar comprimido, reduzindo a temperatura de auto-ignição e assim o atraso de ignição;
– Qualidade do combustível: um importante indicador da qualidade de ignição do combustível é o número de cetano. Ele mede a qualidade de ignição de um com-bustível para máquina Diesel e tem influência direta na partida do motor e no seu funcionamento sob carga. Fisi-camente, o número de cetano se relaciona diretamente com o atraso de ignição de combustível no motor de modo que: quanto menor o número de cetano maior será o atraso da ignição. Conseqüentemente, maior será a quantidade de combustível que permanecerá na câmara sem queimar no tempo certo. Isso leva a um mau funcionamento do motor, pois quando a queima acontecer, gerará uma quan-tidade de energia superior àquela necessária. Esse excesso de energia força o pistão a descer com velocidade supe-rior aquela adotada pelo sistema, o que provocará esforços anormais sobre o pistão, podendo causar danos mecânicos e perda de potência. Combustíveis com alto teor de parafi-nas apresentam alto número de cetano, enquanto produtos ricos em hidrocarbonetos aromáticos apresentam baixo número de cetano. Devido a isso, na determinação dessa característica o desempenho do diesel é comparado com o desempenho do n-hexadecano, produto parafínico com-ercializado como cetano, o qual é atribuído um número de cetano igual a 100. A um produto aromático (alfa mentil-naftaleno) é atribuído um número de cetano igual a zero. A determinação do número de cetano requer o uso de um motor
de teste padrão (motor CFR) operando sob condições também padronizadas [72].
O atraso da ignição, divide-se o fenômeno em duas fases, atraso físico e quimico 
 
 
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Referências 
Heywood, John B. Internal Combustion Engine Fundamentals. New York: McGraw-Hill, 1988. Print.
Kanury, Marty A. Introduction to Combustion Phenomena. N.p.: Gordon A. Breach, 1977. Print.
http://www.damec.ct.utfpr.edu.br/motores/downloads/FUNDAMENTOS%20DA%20COMBUST%C3%83O.pdf
http://www.asbac-ba.org/publicacoes/Combustao.pdf
Apresentação Cogeração.pdf
Cogeração 
Seminário de máquinas térmicas 
Alan Neves 
Diego Magno 
Jefferson Rios 
João Henrique Lima 
Conceito 
Processo de produção e utilização combinada de combinada de calor e eletricidade. 
Objetivo de obter o máximo aproveitamento de energia contida no combustível 
 O Fator de Utilização de Energia (FUE) define o percentual de energia do 
combustível utilizada na forma de produção de energia elétrica ou mecânica 
mais a energia térmica útil. 
O objetivo é desenvolver uma configuração onde o FUE se aproxime do ideal 
(100%) 
 
Aplicação 
 Empreendimentos que possuem demanda térmica e elétrica. 
O Brasil passa por um cenário onde a energia elétrica gerada a base hidráulica não 
acompanha a demanda. 
Para suprir essa deficiência, existe um plano para o aumento da utilização das 
termoelétricas 
Com a descoberta do pré-sal, favorece a cogeração a gás natural suprindo a 
deficiência da oferta de energia elétrica e criando um mercado potencial para 
consumo eficiente 
 
Vantagens 
 a cogeração possui um FUE maior (85%) se comparado com uma termelétrica 
(40%) 
 Redução da perda de energia nas linhas de transmissão e distribuição 
de eletricidade 
Menor emissão de poluentes 
Aumento da sustentabilidade através do uso racional dos 
combustíveis fosseis 
Desvantagem 
Investimento inicial alto, gerando grande impacto financeiro e alongando o 
retorno do investimento. 
Utilização de equipamentos importados. 
Alta dependência da tarifa do gás natural 
 
 
 
Sistema de Cogeração direcionado para um Hospital 
Ciclos Combinados 
Sistema sem cogeração 
 
Trigeração com chiller de compressão de vapor 
 
Trigeração com chiller de absorção 
 
Sistema de cogeração aplicada a hospital 
Escolhemos um hospital para nossa análise devido ao grande 
consumo de energia térmica e elétrica que é demanda por essa 
estrutura (água quente, aclimatação, água gelada para os chillers) 
O hospital ser um edifício ou complexo de edifícios o qual produz 
altas quantidade de gases poluentes que são responsáveis pelo 
Efeito Estufa 
Necessidade de ter uma maior independência das fontes de energia 
externas de modo a minimizar os danos operacionais em caso de 
corte dessas fontes. 
Grande complexo hospitalar com 25 unidades e área de 
aproximadamente 80 000 m2 
Estrutura semelhante ao Centro Hospitalar de Santander, 
Espanha 
Comparação econômica 
 
 
● Fonte de energia elétrica x Fonte de gás natural 
com cogeração 
 
● Há viabilidade técnica e de fornecimento de 
energia 
Gerador escolhido 
 
 
Dados do gerador 
 
 
Comprimento (m) Largura (m) Altura (m) Área terrestre (m^2) 
Motor 8,382 2,896 3,292 24,27 
Gerador 5,212 2,499 2,896 13,02 
TCA module 2,987 6,492 3,414 19,39 
Dimensão total 16,581 11,887 197,10 
Equipamento 
(J920 FleXtra) 
ne Potência 
elétrica (MW) 
nt Potência 
térmica (MW) 
0,49 8,50 0,41 7,20 
Demandas energéticas e econômicas 
 Demanda GÁS NATURAL Energia 
Elétrica 
 
 
 Potência 
(MWh/ano) 
Volume 
(m^3) 
Custo (Euro) Custo (Euro) Diferença (Euro) 
Térmica 22200 5021799,81 730860,39 586000 -144860,39 
Elétrica 2000 378550,82 55093,36 165000 109906,64 
Elétrica 1034 195710,77 28483,26 39000 10516,74 
Elétrica 8200 1552058,37 225882,76 677000 451117,24 
Elétrica 2300 435333,45 63357,36 86500 23142,64 
Total 1103677,12 1553500,00 449822,88 
Euro/10^6 Btu Euro/MWh Euro/m^3 
3,956 1,159 0,146 
Resultados Obtidos 
 
 
● Vimos que o projeto é viável e tem produção de potência suficiente 
para alimentar todo o complexo hospitalar se necessário 
● A única exceção é durante o horário de 08h – 14h durante o 
inverno, pois a demanda energética é superior à qual o 
equipamento não é capaz de suprir 
● Usar uma fonte auxiliar nesse período seria melhor alternativa. 
● Menor geração de NOx 
Outros benefícios da utilização da Cogeração 
● Redução de custos da energia para empresas. 
● Geração de receita com a comercialização da energia gerada. 
● Descentralização da geração de energia. 
● Evita que regiões fiquem completamente isoladas em caso de falhas 
em sistemas de transmissão. 
● Aumenta a confiabilidade do sistema através de reservas próximas. 
● Vantagens ambientais. 
 
Linhas de crédito e incentivos fiscais 
• Governo do Estado de São Paulo: 2012-2013. 
 
Objetivo: “4,8 milhões de metros cúbicos/dia de cogeração a gás 
natural, o equivalente a 1.000 MW de potência” 
 
 
Linhas de crédito e incentivos fiscais 
 BNDES - Investimentos focados na redução do consumo de energia ou no 
aumento da eficiência energética em: 
 - edificações, com foco em condicionamento de ar, iluminação, 
envoltória e geração distribuída; incluindo cogeração, para unidades novas ou já 
existentes (retrofit), conforme critérios definidos pelo BNDES; 
 - processos produtivos, com foco em cogeração, aproveitamento de 
gases de processo como fonte energética e outras intervenções priorizadas pelo 
BNDES; 
 
Bibliografia: 
• VEIRA Jr, Lideir; COGERAÇÃO – Desenvolvimento de Metodologia Para Avaliação Energética: Estudo De Caso Aplicado a Industria 
de Papel e Celulose 
• PARISE, J. A. R., Coelho, V. M. E.; Estudo de diferentes Arquiteturas Para Sistemas De Trigeração Com Aplicação em um Caso De 
Centro Comercial 
• Renedo C. J., Ortiz A., Silió D., Mañana M.,Pérez S. and Carcedo J. - Cogeneration in a Hospital: a case Study 
• https://powergen.gepower.com/content/dam/gepower-pgdp/global/en_US/documents/product/Reciprocating%20Engines/jenbacher-
j920-flextra-brochure-en-non-metric.pdf 
• http://www.indexmundi.com/pt/pre%E7os-de-mercado/?mercadoria=g%C3%A1s-natural-
russo&meses=12&moeda=eur&mercadoria=g%C3%A1s-natural-russo 
• http://www2.aneel.gov.br/arquivos/PDF/atlas_fatoresdeconversao_indice.pdf 
• LANES, Felipe - Operação de sistemas de trigeração com diferentes arquiteturas e em função de demandas de eletricidade, 
aquecimento e refrigeração 
• http://www.abegas.org.br/Site/?tag=cogeracao 
• http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/bndes/bndes_pt/Institucional/Apoio_Financeiro/Produtos/FINEM/eficiencia_energetica.html 
• http://www.valor.com.br/brasil/2648284/sp-dara-incentivo-para-cogeracao-de-energia-partir-de-gas-natural 
 
 
 
 
Caldeiras.pptx
CALDEIRAS
Geovane Benfica - 1312639 
Giulia Tolomeotti - 0920588
Gustavo Martins - 1312643
Ian Cosenza - 1313088
Definição
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Uma caldeira é um equipamento destinado a produzir e acumular vapor sob pressão superior à pressão atmosférica, utilizando para isso alguma fonte de energia. O vapor gerado é através da combustão realizada pela mistura do ar (pré-aquecido
no pré-aquecedor) com o combustível (carvão, óleo combustível, gás natural ou outro material combustível).
Origens
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Os primeiros engenhos de aplicação prática da energia potencial do vapor apareceram no século XVII. Os inventores, naquela histórica e brilhante fase da humanidade, concentravam suas criatividades na formulação de uma máquina que produzisse movimento.
A caldeira de Newcomen era apenas um reservatório esférico, com aquecimento direto no fundo, também conhecida como caldeira de Haycock.
Flamotubulares
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Os gases quentes provenientes da combustão circulam no interior dos tubos, aquecendo a água em seu exterior.
Flamotubulares - Componentes
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Principais componentes:
Fornalha
Chaminé
Tubulão
Feixe tubular
Cinzeiro
Componentes auxiliares:
Sopradores de fuligem
Válvulas de segurança
Indicador de nível
Aquatubulares
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Os gases quentes provenientes da combustão circulam na parte externa dos tubos, trocando calor com a água contida em seu interior, aquecendo-a.
Aquatubulares - Componentes
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Principais componentes:
Cinzeiro
Grelha
Fornalha
Chaminé
Tubulão
Feixe tubular
Superaquecedor
Economizador
Pré-aquecedor de ar
Componentes auxiliares:
Sopradores de fuligem
Válvulas de segurança
Indicador de nível
Cinzeiro
Flamotubulares X Aquatubulares
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Flamotubulares
Aquatubulares
X
Baixo rendimento térmico
Alto rendimento térmico
Menor superfície de aquecimento
Maior superfície de aquecimento
Baixas pressões
Altas pressões
Baixas temperaturas
Altas temperaturas
Baixo custo de manutenção
Alto custo de manutenção
Construção simples
Construção complexa
Resistentes à variações bruscas de carga
Sensíveis à variações bruscas de carga
Necessitam de chaminés elevadas
Não necessitam de chaminés elevadas
Menor produção de vapor
Maior produção de vapor
Arranque lento
Arranque rápido
Enorme gama de combustíveis
Limitação de combustível
Eficiência das caldeiras
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Definida pela razão entre a saída e entrada de calor na caldeira.
Principais perdas:
Na chaminé
Devido à convecção e à radiação nas paredes da caldeira
Ciclo Rankine
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Usina Nuclear
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Usina Termoelétrica
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Principais Falhas
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Explosões
Incêndios
Intoxicações
Superaquecimento como causa de explosão
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Aço submetido a temperaturas maiores àquelas admissíveis
Redução da resistência do aço
Aumenta o risco de explosão
Principais Causas
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
Seleção inadequada do aço no projeto da caldeira 
Uso de aços com defeitos 
Queimadores mal posicionados
Incrustações
Operação em marcha forçada
Má circulação da água 
Aumento de pressão 
Curiosidades
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
A Explosão de Shoe Grover - 1905
Curiosidades
Definição | Origens | Tipos | Eficiência | Aplicações | Falhas
OBRIGADA
ciclos alternativos de refrigeração.pptx
ciclos alternativos de refrigeração
ciclos alternativos de refrigeração
ciclo de absorção
refrigeração magnética
refrigeração termoelástica
refrigeração termoacústica
Hampson-Linde
ciclo a ar padrão
refrigeração termoelétrica
Hampson-Linde
refrigeração magnética
ciclo a ar padrão
refrigeração termoelétrica
ciclo de absorção
refrigeração termoelástica
refrigeração termoacústica
Francisco Evangelista de Souza
Lucas Lira Lopez Rego
Victor Garcia da Silva
Componentes MCI .pptx
Componentes do Motor a Combustão Interna
Ana Beatriz Goes
Beatriz Borges
Ian Nunes 
Pedro Savi
Professor: Sérgio Braga
Componentes
 Válvula de Admissão, Balancim e Mola
Tampa de Válvulas
Duto de Admissão
Cabeçote
Água
Bloco do Motor
Cárter
Óleo
Comando de Válvulas
Válvula de Escapamento, Balancim e Mola
Vela de Ignição
Duto de Escapamento
Pistão
Biela
Mancal de Biela
Virabrequim
Bloco
Dutos tubulares em seu interior: 
	- Água de arrefecimento e óleo de lubrificação
Aloja os cilindro
Suporte de apoio do virabrequim
Cabeçote montado na parte superior
Cárter montado na parte inferior
Cabeçote
Conduz a entrada e saída de ar e combustível dos cilindros
Aloja:
	- Válvulas de admissão e escape
	- Câmara de combustão
Montagem com bloco:
	- Junta de vedação
Cárter
4T: 	Assegura lubrificação das partes móveis 
2T: 	Selado no bloco
	Cria o vácuo para a mistura ar-combustível
Úmido: 
Contém todo o óleo lubrificante
Seco:
Aspira o óleo de um reservatório externo
Pistão
Localizado no interior dos cilindros
Transforma combustão em energia cinética
Material fundido em ligas leves: 
	 - Baixo peso especifico
	 - Resistente a altas temperaturas
	 - Rápida dissipação de calor
	
Pistão
Topo ou cabeça do pistão:
	Define a entrada ar/combustível 
	
Anéis:
	Seguimento: Vedar a câmara de combustão
	Auto térmicos : Controlam a dilatação	
Saia:
	Reduzir o atrito na região
	Minimiza os desgastes
Pino:
Liga o pistão a biela
Biela
Componente que liga o pistão ao virabrequim
Transmite a energia cinética do pistão para o virabrequim
 - Movimento Retilíneo em Circular 
Biela
Pé:
	Bronzinas: Impedir o contato direto com o pino
	
Cabeça:
Bronzina + outros materiais: contato com o virabrequim
Comprimento:
 - Curso do motor
 - Raio do contra peso
 - Quanto maior:
	- Menor o angulo - Melhor para o pistão
	 -Mais pesado
	
Virabrequim	
Converte força em torque: 
	Gera potência para o motor
	 - Ligado ao volante do motor
Feitos de metais duros: 
	Alta resistência a tração e fadiga
Virabrequim
Mancais móveis (Munhão):
	- Conectados à biela
	- Furos para óleo lubrificante
Contra Pesos:
	- Equilibrar vibrações
		- Resistir a torção 
		- Resistir a flexão
Volante
Absorve energia da combustão para usar em tempos improdutivos do motor
Muito pesado: Sofre muita inercia antes de parar
Montagem
Motor
Motor
Motor
Referências
Internal combustio engine, Handbook - Edited by Richard van Basshuysen and Fred Schäfer
http://wp.ufpel.edu.br/mlaura/files/2013/01/Apostila-de-Motores-a-Combust%C3%A3o-Interna.pdf
http://www.carrosinfoco.com.br/
http://www.infomotor.com.br/
Cond e Evap.pptx
Rio de Janeiro 16 de junho de 2016
CONDENSADORES E EVAPORADORES
GRUPO 8:
Kim Straub Braga
Lucas Braga Ribeiro
Luiz Felipe Silveira 
1
Condensadores
O condensador é o componente do ciclo de refrigeração responsável por transferir o calor do sistema para o ar ou água ou para uma combinação dos dois, conhecido como condensador evaporativo. 
O calor é absorvido pelo evaporador e deslocado até o condensador pelo compressor.
Tipos de Condensadores
São identificados de acordo com o fluido de troca e calor
Condensadores a Ar: 
 
Transferem o calor absorvido diretamente para o ar externo.
Numa condição normal de projeto e funcionamento (carga máxima do sistema), o refrigerante está aproximadamente 14 a 16° C mais quente do que o ar externo.
Condensadores a Ar:
O condensador de ar é utilizado para unidades de refrigeração com potência fracionada, domésticos e comerciais.
Não precisam de tubulação de água, economia de espaço.
Podem se utilizar apenas da transmissão de calor por convecção natural.
Condensador resfriado Água: 
Os sistemas resfriados a água fazem isso em 3 estágios pata transferir o calor:
Primeiro o calor é transferido do refrigerante, no condensador, para a água que circula no mesmo;
Depois a água é transferida de dentro do condensador para fora, através de uma tubulação e uma bomba, que a leva para a torre de resfriamento;
Por fim, a torre de resfriamento rejeita o calor da água para o ar externo.
Tipos de Condensadores
Condensadores de duplo tubo
Tipo Carcaça e serpentina (Shell and Coil)
Tipo Carcaça e tubo (Shell and Tube)
Condensador evaporativo
Tipos de Condensadores a água
Carcaça e tubo (Shell and Tube)
Consiste em uma carcaça cilíndrica, na qual é instalada uma determinada quantidade de tubos horizontais e paralelos.
O gás refrigerante flui dentro da carcaça, em volta dos tubos, ao passo que a água passa dentro dos tubos.
Carcaça e Serpentina (Shell and Coil)
Semelhantes aos condensadores de casco e tubo.
Consiste de uma carcaça que contem uma serpentina de circulação de água.
São usados para capacidades menores.
Consiste num tubo de água dentro do tubo refrigerante.
A água flui em direção oposta ao do refrigerante, ficando água mais fria em contato com o refrigerante mais frio e a água mais quente em contato com o refrigerante mais quente, evitando o choque térmico.
Duplo Tubo
EVAPORATIVOS
Combinam a funções de condensador e de torre de resfriamento.
Consiste em uma seção de ventilador, separador de gotas, serpentina de condensação do refrigerante, reservatório de água, válvula de bóia e a bomba de pulverização.
EVAPORATIVOS
A bomba de pulverização circula a água do reservatório para os 
bicos de pulverização, sobre a serpentina do refrigerante.
Os ventiladores forçam a passagem do ar pela serpentina e pela água que está sendo pulverizada.
O calor do refrigerante é transmitido através das paredes da serpentina.
O ar remove o calor da água, pela evaporação de parte dela.
Os separadores de gotas impedem que goticulas de água sejam levadas pelo ar.
EVAPORADORES
 O evaporador é um trocador de calor que absorve o calor para o sistema de refrigeração. 
 Ele recebe líquido refrigerante frio, de baixa pressão vindo do dispositivo de expansão e através da absorção do calor de alguma substância, vaporiza-o em seu interior. Essa substância pode ser o ar, água, outro fluído ou até mesmo um sólido.
 Existem muitos tipos de evaporadores. São classificados conforme o método utilizado para controlar o refrigerante.
Classificação
Classificação quanto ao sistema de alimentação
 Evaporadores Secos (ou de Expansão Direta) 
 Evaporadores Inundados 
Classificação dos Evaporadores Quanto ao Fluído a Resfriar 
 Evaporadores para o resfriamento de ar 
 Evaporadores para o resfriamento de líquidos 
 Evaporadores de contato
Classificação pela forma como são construídos
 Tubo liso
 Tubo aletado
 Superfície de placas
Evaporadores Secos (ou de Expansão Direta)
 Refrigerante entra quase totalmente líquido, e se evapora gradualmente, estando gasoso na saída
 Diferença pressão movimenta o refrigerante, não ocorre recirculação.
 É completamente vaporizado e superaquecido ao ganhar calor em seu escoamento pelo interior dos tubos
 Desvantagem, dificuldade de se manter a superfície dos tubos sempre molhadas com refrigerante.
EVAPORADORES INUNDADOS 
Refrigerante entra líquido, e se evapora gradualmente, estando parcialmente gasoso na saída ( maior parte líquida )
Fases líquida e gasosa vão para o separador. A fração líquida será reutilizada no evaporador
Alimentação: por gravidade ou recirculação de fluido
Usados em sistemas frigoríficos cujo refrigerante é a amônia
Excelente transferência de calor
Desvantagem: Exige grandes quantidades de refrigerante, possui
alto custo inicial
TUBO LISO
Tubos de cobre com uma forma que melhor atenda a necessidade. 
São comumente chamados de serpentinas de superfície primária, porque sua superfície primária, o tubo, é a única utilizada para transferir o calor.
 
TUBO ALETADO
Tubo que tem placas finas de metal fixadas entre os seus tubos. 
As aletas melhoram a eficiência da transferência de calor, devido o aumento da área global de troca de calor.
Quanto menor for a temperatura do evaporador, mais espaçadas estarão as aletas. Isso é necessário porque o gelo bloqueia com facilidade a circulação do ar no evaporador quando elas estão muito próximas umas das outras. 
SUPERFÍCIE DE PLACAS
Presente na maior parte dos refrigeradores domésticos. 
Consiste em duas folhas de metal, planas, uma com forma de tubos prensados nela enquanto a segunda é plana. Ambas são soldadas juntas para formar um circuito no qual circula o refrigerante.
A placa adiciona uma área de transferência de calor ao evaporador mas não de forma tão eficiente quanto as aletas.
1-2 Compressão isentrópica no compressor 
2-3 Rejeição de calor isobárica no condensador 
3-4 Expansão na válvula 
4-1 Absorção de calor isobárica no evaporador 
ANÁLISE ENERGÉTICA
Emissões Veiculares (1).pptx
Emissões Veiculares
Emissões Veiculares
Disciplina: Máquinas térmicas
Professor: Sérgio Braga
Grupo 12: Felipe Bonini;
		 Nícolas Salas;
		 Ricardo Rabello.
INTRODUÇÃO
 Poluentes presentes nas emissões veiculares;
 Regulamentações estabelecidas para o controle das emissões;
 Evolução da tecnologia para acompanhar as crescentes demandas dessas regulamentações.
Poluentes presentes nas emissões veiculares
Tabela1- Contribuição das fontes de poluição – RMSP
Fonte: CETESB - 2004
Monóxido de carbono
Resultado mistura ricas e/ou altas temperaturas de combustão que, por sua vez, resulta em uma queima incompleta;
Altamente tóxico. 
Hidrocarbonetos
Associados tanto a uma mistura muito rica quanto muito pobre. 
Geralmente na forma de metano
Pode vir da evaporação do combustível no tanque
NOx
Só é produzido em altas temperaturas;
Associado a misturas ricas;
Provoca a destruição da camada de Ozônio e contribui pro efeito estufa;
Contribui para a formação da nuvem de poluição conhecida como SMOG.
Figura 1- Gases sendo expelidos pela combustão.
Dióxido de carbono
Entre 12 e 14% dos gases na exaustão;
Não é tóxico mas contribui para o efeito estufa;
Inerente a combustão de hidrocarbonetos;
Dióxido de enxofre
Resultado da oxidação do enxofre presente principalmente no Diesel;
Tal como o NOx contribui para a formação do SMOG; 
Origem da chuva ácida.
Material Particulado
	Mais comum em motores a diesel;
	Conhecida como fumaça preta;
	Péssimo para a saúde. Associado a câncer de pulmão e outras doenças;
	Maior criador do SMOG;
Catalisador
Transforma, através de reações químicas, grande parte dos gases dos gases tóxicos em gases na tóxicos do ponto de vista humano e ambiental;
Presente em veículos leves desde 1992;
Em 1997 se tornou obrigatório.
Catalisador
Como funciona?
Quais os problemas que pode apresentar?
Sistemas de injeção de combustível
	Carburador : Não conseguiu reduzir as emissões de poluente segundo a demanda( também não é considerado um sistema de injeção);
	Injeção eletrônica e válvula de canister;
	Injeção direta.
Combustíveis
Comparativo Gasolina X Diesel
	Como os combustíveis evoluíram com relação a emissão de gases poluentes?,
1986 - Criação do PROCONVE;
1989 - Estabelece prazos de adequação e limites de emissão de aldeidos no gás de escapamento de veículos automotores do ciclo Otto;
1989 - Dispõe sobre o programa nacional de controle da qualidade do Ar – PRONAR;
1990 - Estabelece os padrões de qualidade do ar e ainda os critérios para episódios críticos de poluição atmosférica; 
Orgão regulador CONAMA
PROCONVE:Programa de controle da poluição do ar por veiculos automotores.
PROMOT: Programa de controle da poluição do ar por motociclos e similares.
Legislação NO Brasil
1993 – Complementa o PROCONVE para veículos novos pesados nacionais e importados;
1994 - Estabelece prazo para os fabricantes de veículos leves e equipados com motor a álcool declararem aos órgãos ambientais os valores típicos de emissão de hidrocarbonetos, diferenciando os aldeídos e os álcoois, em toda as suas configurações de produção;
2001 - Regulamenta os conjuntos de componentes dos sistemas de conversão para o uso do gás natural em veículos automotores;
2002 – Criação do PROMOT.
Legislação NO Brasil
	Programa de controle da poluição do ar para veículos 	automotores;
	Dividido em veículos leves (L) e pesados ( P) e em fases;
	O programa para veículos leves é baseado com o 	americano (Tier);
 
	O programa para veículos pesados é baseado com o 	Europeu(Euro).
PROCONVE:Programa de controle da poluição do ar por veiculos automotores.
PROMOT: Programa de controle da poluição do ar por motociclos e similares.
PROCONVE – O QUE É?
PROCONVE – COMO FUNCIONA?
	Regulamentação;
	Homologação de protótipo;
	Autoriza a produção/importação ;
	Controle de produção/importação;
	Responsabilidade do fabricante/importador;
 
	Requisitos de manutenção;
Controle pós-venda.
PROCONVE – RESULTADOS
	A modernização do parque industrial automotivo brasileiro;
	A adoção, atualização e desenvolvimento de novas tecnologias;
	Melhoria da qualidade dos combustíveis automotivos;
	Formação de mão-de-obra técnica altamente 	especializada;
	Aporte no Brasil de novos investimentos, de novas 	indústrias, de laboratórios de emissão;
	Redução da emissão na fonte em até 97%.
PROCONVE:Programa de controle da poluição do ar por veiculos automotores.
2004 - EUA endurecem padrões;
2009 - Volkswagen anuncia carros com 	diesel limpo;
2013 - Dados não batem;
2014 - Governo dos EUA é alertado;
2015 - Software é descoberto;
18 de setembro de 2015 - Volkswagen 			 é acusada.
2004-2007 - EUA endurecem padrões
O governo dos Estados Unidos endurece os padrões para emissão de óxido de nitrogênio (NOx), um dos principais poluentes resultantes da combustão do óleo diesel. Na época, as autoridades reconheceram que os novos níveis seriam difíceis de serem cumpridos.
2009 - Volkswagen anuncia carros com diesel limpo
A Volkswagen começa as vendas dos modelos de carros diesel que possuem um sistema diferente para cumprir regras de poluentes. Esses motores, chamados EA 189, dispensam o uso de ureia na mistura de gases e água, que ajuda a amenizar o efeito nocivo do óxido de nitrogênio, recurso mais comumente usado por outras montadoras.
2013 - Dados não batem
O baixo nível de emissões de veículos daVolkswagen com motor a diesel chama a atenção de um grupo independente, o Conselho Internacional de Transporte Limpo (ICCT, em inglês), que decidiu estudar o sistema para mostrar como o diesel poderia ser um combustível limpo, junto com a Universidade de West Virginia, nos Estados Unidos.
Eles começaram a analisar 3 carros: um Jetta 2012, um Passat 2013 e um BMW X5, rodando por cerca de 4.000 km entre a Califórnia e o estado de Washington. E constataram discrepâncias entre o nível de emissão observado e os números dos testes oficiais dos modelos da Volkswagen.
2014 - Governo dos EUA é alertado
O ICCT e a Universidade de West Virginia alertam a Agência de Proteção Ambiental (EPA), do governo federal, e o conselho de emissões da Califórnia (CARB) sobre a descoberta.
Na época, A Volkswagen afirmou que estudo era falho e culpou questões técnicas para os resultados. Mesmo assim, a empresa realizou um "recall branco" (quando não há obrigatoriedade e risco à segurança) de 500 mil carros nos EUA, prometendo resolver o caso, mas sem sucesso.
A CARB e a EPA continuaram a tentar encontrar o motivo das diferenças de dados em laboratório e nas ruas.
2015 - Software é descoberto
A EPA descobre que um software instalado na central eletrônica dos carros da Volkswagen altera as emissões de poluentes nesses veículos apenas quando são submetidos a vistorias. O dispositivo rastreia a posição do volante, a velocidade do veículo, quanto tempo está ligado e a pressão barométrica, baixando os poluentes emitidos. Em condição normal de rodagem, os controles do escape são desligados e os carros poluem mais do que o permitido.
Fraude Volkswagen
Bibliografia
http://images.slideplayer.com.br/11/3130657/slides/slide_7.jpg
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3xido_de_carbono
http://www.chm.bris.ac.uk/motm/co/coh.htm
Internal-combustion engines L.C Lichty
https://en.wikipedia.org/wiki/Exhaust_gas#Passenger_car_emissions_summary
http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/saude/conteudo_231978.shtml
https://www.dieselnet.com/tech/dpm.php
Internal_Combustion_Engines_Fundamentals_by_J.B.Heywood
http://periodicos.ufsm.br/revistadireito/article/viewFile/8527/5175
http://www.bosch-mobility-solutions.com.br/pt_br/br/powertrain_2/powertrain_systems_for_passenger_cars_3/direct_gasoline_injection_3/direct_gasoline_injection_1.html#
http://www.noticiasdaoficinavw.com.br/v2/2015/02/capitulo-1-a-evolucao-dos-combustiveis-nos-motores-de-combustao-interna/
http://periodicos.ufsm.br/reget/article/viewFile/10537/pdf
http://www.unimep.br/phpg/mostraacademica/anais/5mostra/5/167.pdf
Obrigado!
NUCLEAR.pptx
Seminário
ENG1716 - Máquinas Térmicas
Artur Cortez Bellotti de Oliveira (1310569)
Pedro Rafael Guaraldi da Silva (1311049)
Ramon Felipe Nascimento (1321180)
14.06.2016
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Energia Nuclear
Data de entrega
13 de Junho, 2016
Tópicos Cobertos
Histórico
Energia Nuclear no Mundo
Processos Nucleares
Fusão
Fissão
Reatores Nucleares
Tipos de Reatores
PWR e a Usina Angra I
BWR e o acidente da usina de Fukushima Daiichi
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Histórico
Tecnologia desenvolvida durante a 2a. Guerra Mundial para fins militares
Equipe liderada por Enrico Fermi desenvolve primeiro reator a se auto sustentar em 1942
Aplicações navais foram desenvolvidas para o submarino Nautilus em 1949
Seu reator foi o protótipo para uma primeira usina nuclear em Shippingport, 1957
Nos anos 60 energia nuclear se tornou comercialmente viável
Submarino Nautilus
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Energia Nuclear no Mundo
12,3% da energia elétrica no mundo (08/2013)
435 reatores em operação (04/2014)
EUA: 100 reatores
França: 58 reatores (73,3% de sua produção energética)
Japão: 48 reatores
63% dos reatores no mundo são do tipo PWR
71 reatores em construção em 16 países (60 são PWR)
Centrais Nucleares no mundo
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Fusão e Fissão
Baseada na mecânica quântica da teoria da relatividade de Albert Einstein
Processo de quebra de um átomo por meio da colisão com neutrons em alta velocidade, gerando energia
Únicos átomos físseis são o U-235 e Pu-239
Urânio encontrado na natureza necessita ser enriquecido para que ocorra o processo, já que o U-238, encontrado em maior quantidade (99,3%), não é fissel
Processo de enriquecimento do urânio pode ser feito por difusão gasosa ou centrifugação
Urânio enriquecido é colocado em pastilhas e armazenados em tubos de zircônio
Uma pastilha de urânio do tamanho de um dedo tem energia equivalente a 481 metros cúbicos
de gás natural, 807Kg de carvão ou 564 litros de petróleo. (Instituto de energia nuclear)
Processos Nucleares
‹#›
Fusão e Fissão
Processo de formação de um átomo maior ao fundir dois átomos menores
A mais típica é entre átomos de Trítio e Deutério
Produz consideravelmente mais energia que a fissão
Maneira mais adequada de suprir quantidade de energia consumida no mundo atual
Difícil de controlar devido à exigência de condições extremas
Tokamak
Processos Nucleares
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Processos Nucleares
Fusão ou Fissão ?
A fusão cria menos material radioativo do que a fissão e tem praticamente um suprimento de energia quase ilimitado
A fusão não é utilizada para produzir energia dado que a reação nao é facilmente controlada e é caro criar as condições necessárias para ela ocorrer
Fissão				Fusão
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A Central Nuclear
Produz a reação em cadeia controlada de um material físsil - U-235 e Pu-239
Diferença para outros tipos de centrais elétricas está na fonte de calor
Necessitam de barras de controle (Cd, B) e moderadores (Água, Deutério, Carbono) para que a reação se estabilize
Podem ser lentas ou rápidas de acordo com o moderador utilizado
Os dois tipos principais de reatores nucleares no mundo são PWR e BWR, mas há uma série de outros tipos
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Reatores Nucleares - Tipos
REATORES MAGNOX
REATORES REFRIGERADOS A GÁS APERFEIÇOADOS (AGR)
REATORES A ÁGUA PESADA
Utilizado na primeira usina nuclear
Moderador: grafita
Refrigerante: Dióxido de Carbono
Urânio em barras dentro das ligas Magnox
Combustível: Dióxido de Urânio Cerâmico em aço inoxidável
Bastante semelhante ao Magnox
Deutério na água, 
Melhor moderador que água comum
Vantagem de poder ter um núcleo menos compacto
Tubos de pressão separam moderador do refrigerante
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Reatores Nucleares - PWR
Possui 2 circuitos independentes de água circulante.
Tanque de água borrada fica fora da estrutura.
Dados de Angra I:
Pressão do Circuito Primário: 152 atm
Temp. na entrada da Turbina: 315 oC
Rendimento Térmico: 34.2 % (Temp. água do mar 27˚C)
Potência Térmica Nominal: 1882 MW
Potência Elétrica Líquida: 609 MW
Reabastecimento de 12 em 12 meses
33 Barras de Controle
28435 varetas combustíveis de Zr
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Reatores Nucleares - BWR
Somente 1 circuito de água
Barras de controle sobem, necessitando de energia elétrica
Tanque de água borrada fica sobre a estrutura de contenção do reator
Utilizado na usina de Fukushima Daiichi no Japão, onde ocorreu o acidente em março de 2011.
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Acidente de Fukushima
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Acidente de Fukushima
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Bibliografia (1)
http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/nuclear/nuclear.htm
https://www.duke-energy.com/about-energy/generating-electricity/nuclear-how.asp
http://www.eletronuclear.gov.br/AEmpresa/CentralNuclear/Informa%C3%A7%C3%B5esAngra1.aspx
https://www.youtube.com/watch?v=YBNFvZ6Vr2U
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Bibliografia (2)
https://infcis.iaea.org/NFCIS/About.cshtml
https://www.youtube.com/watch?v=MGj_aJz7cTs
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Rankine Organico.pptx
Ciclo de Rankine Orgânico
Integrantes:
Carlos Roxo - 1211483
Marcelo Rodrigues - 0911794
Felipe Fonkert - 1020642
Alexis Pouppeville – Intercambio
Principal diferença do ORC
 Fluidos orgânicos (presença de carbono em sua composição)
N-pentano, iso-butano, R245fa
Maior eficiência a baixas temperaturas
 
Simples (não recuperado) 
Recuperado 
 Eficiência
ORC simples x ORC com recuperação
Simples (não recuperado)
Recuperado
Diagramas T-S
Ganho de eficiência devido ao reduzido calor de evaporação dos fluidos orgânicos
CICLO RANKINE ORGÂNICO POSSUI MENORES CUSTOS DE INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO
Ausência de erosão dos componentes metálicos devido ao regime de rotação e pressão mais baixas
Fluido de trabalho possui possui massa molecular mais elevada, o que ocasiona uma maior potência dados volume, pressão e temperatura
Menor custo de manutenção
Menos poluente
Devida a baixa temperatura de condensação e pressão, são necessárias grandes instalações
Possui vantagens somente para operações em baixas temperaturas
VANTAGENS E DESVANTAGENS DO CICLO
Impacto Ambiental (TEWI)
Methods of calculating Total Equivalent Warming Impact (TEWI) 2012 THE AUSTRALIAN INSTITUTE OF REFRIGERATION, AIR CONDITIONING AND HEATING
PUC - Projeto de Sistemas Térmicos - 2015.1
Se as características do ciclo são respeitadas, a geração de potência será possível em várias formas.
Aplicações:
Usinas Termosolares
Biomassa
Indústria (Recuperação de Calor)
Usinas Geotérmicas
Siderurgia
Petroquímica
Mineração
Aplicações do ORC
As aplicações deste ciclo podem ser de duas formas:
Fonte de calor direta:
	Os coletores fazem parte do ciclo.
Com trocador de calor:
Os coletores não fazer parte do ciclo.
Suporta as pressões do ciclo.
ORC usando Energia Solar
O armazenamento térmico aumenta a capacidade operativa.
Tipos:
	
Armazenamento direto com dois tanques
Armazenamento indireto com dois tanques
Sal fundido como fluido térmico
Armazenamento
Artigo Fonte
PUC - Projeto de Sistemas Térmicos - 2015.1
Perguntas
OBRIGADO !
Solar Termico.pptx
Solar Térmico
Seminário
Disciplina: 
	Máquinas Térmicas - 2016.1
Alunos:
	Bruno Vellinha
	Felipe Reis
	Guilherme Patusco
	Romulo Etchebehere
Introdução
A Energia Solar é a energia proveniente da irradiação do sol (energia térmica e luminosa)
Esta energia pode ser convertida basicamente em calor ou eletricidade dependendo de sua aplicação
Dois métodos são usados para a transformação da energia solar:
O método direto é resultado do contato da luz solar com as células fotovoltaicas, gerando a corrente elétrica
No método indireto, a absorção da luz solar é feita através de estações de captação que concentram a energia solar, que chega à Terra de forma difusa, podendo dessa forma ser armazenada
Solar térmico
Nesse caso, estamos interessados na quantidade de energia que um determinado corpo é capaz de absorver, sob a forma de calor, a partir da radiação solar incidente no mesmo
A utilização dessa forma de energia implica saber captá-la e armazená-la
Os equipamentos mais difundidos com o objetivo específico de se utilizar a energia solar fototérmica são conhecidos como coletores solares
Princípio de funcionamento
Coletores solares são trocadores de calor que transformam radiação solar em calor e transfere esse calor para um fluido (ar, água ou óleo em geral)
Eles podem ser basicamente de dois tipos: 
Não-concentradores: possuem a mesma área de abertura (para interceptação e absorção da radiação) e são aplicáveis para sistemas que necessitem de baixa temperatura
Concentradores: Em aplicações que demandem temperaturas mais elevadas, são mais adequados os concentradores solares, que possuem em geral uma superfície refletora (em alguns modelos são utilizadas lentes) que direcionam a radiação direta a um foco, onde há um receptor pelo qual escoa o fluido absorvedor de calor
Os coletores solares ainda podem ser classificados em:
Estacionários: rastreiam a energia solar em um ponto fixo
Rastreadores: podem rastrear a energia solar em um eixo ou em dois eixos
Princípio de funcionamento
	Tipos de Coletores
As fileiras de tiras lineares de espelhos concentram a radiação em um receptor linear
Refletor Linear de Fresnel (LFR)
Lentes poliméricas focam os raios solares em um receptor pontual
Tiras de espelhos lineares concentram a luz em receptor linear ou em torre
Refletores rotacionam para rastrear o sol
Atinge concentração de 35 sóis na faixa central do receptor. 
 
	Tipos de Coletores
Refletor Linear de Fresnel (LFR)
	Tipos de Coletores
 Coletor de Calha Parabólica (PTC) 
Os coletores cilindrícos parabólicos são revestidos por um
material refletor em formato parabólico. Ao longo da linha de foco do refletor parabólico é colocado um tubo metálico preto, coberto por um tubo de vidro para evitar perdas de calor, denominado receptor;
	Tipos de Coletores
Os concentradores parabólicos são a mais madura tecnologia solar de geração de calor e permitem o aquecimento de fluidos a temperaturas de até 400ºC. A energia deste fluido pode ser usada para geração elétrica ou para calor de processo;
É comum serem construídos com sistema de rastreamento de um eixo, podendo ser orientados no sentido leste-oeste com rastreamento do sol de norte a sul, ou no sentido norte-sul rastreando o sol de leste a oeste;
 Coletor de Calha Parabólica (PTC) 
Consiste em coletor com foco em um ponto, onde se encontra o receptor, com rastreamento solar em dois eixos. 
	Tipos de Coletores
Refletor de Prato Parabólico (PDR)
Atinge temperaturas acima de 1500 ºC
É o tipo de coletor mais eficiente
Possui concentração entre 600 e 2000, sendo adequado para absorção de energia térmica e geração de potência
	Tipos de Coletores
Refletor de Prato Parabólico (PDR)
O sistema de conversão de potência consiste de um gerador de vapor e turbina, com acessórios, que convertem energia térmica em eletricidade e alimentam a rede
Emprega segmentos de espelhos levemente côncavos nos heliostatos para direcionar grandes quantidades de energia para cavidade de um gerador de vapor, em altas pressão e temperatura. 
	Tipos de Coletores
Torre Central
Coletam energia solar oticamente, minimizando o transporte de energia
Atingem concentrações entre 300 e 1500 e são muito eficientes, tanto na coleta como na conversão da energia em eletricidade
Podem armazenar energia
São muito grandes (acima de 10 MW), beneficiando-se da economia de escala
	Tipos de Coletores
Torre Central
	Tipos de Coletores
Solar Plano
Mais barato dos coletores
Aplicação doméstica
	Tipos de Coletores
Tubular a Vácuo
A alta temperatura de operação dos tubos à vácuo e sua baixíssima perda de calor por radiação
Existem coletores Solares a Vácuo que atingem temperaturas de até 350 °C e aquecem a água à temperatura de 100 °C
	Tipos de Coletores
Tubular a Vácuo
Em dias frios, coletor plano irradia calor, já o tubular não
Tipos de coletores
Quadro comparativo
Tipos de coletores
Quadro comparativo
Diferentes arranjos para integrar um sistema de captação solar a um sistema convencional de calor
Modelos de Solar Térmico
Processos termodinâmicos com armazenamento I
Sistema de captação solar com armazenamento de calor para geração de energia elétrica
Modelos de Solar Térmico
Processos termodinâmicos com armazenamento II
Sistema de captação solar com caldeira auxiliar para geração de energia elétrica
Modelos de Solar Térmico
Processos termodinâmicos com caldeira auxiliar
Sistema de captação solar com geração de vapor diretamente nos coletores para a geração de energia elétrica
Modelos de Solar Térmico
Processos termodinâmicos com vaporização direta
Sistema de captação solar com Torre de concentração de receptor aberto onde o fluido aquecido é o ar
Modelos de Solar Térmico
Processos termodinâmicos com torre de concentração I
Sistema de captação solar com Torre de concentração de receptor de volume fechado e pressurizado onde o fluido aquecido é o ar
Modelos de Solar Térmico
Processos termodinâmicos com torre de concentração II
Vantagens e Desvantagens
Energia abundante
Sem emissão de CO2
Redução no consumo de combustível fóssil
Fácil instalação e manutenção
Alta durabilidade (20-25 anos)
Solar térmico
Não produz energia durante a noite
Varia de acordo com o clima, sendo assim menos rentável em certas regiões
Formas de armazenamento são pouco eficientes
Quando economicamente viável, baixa eficiência
60% de cobertura (Março a Outubro)
Aplicações
Aquecimento da água de piscinas
Produção de água quente para processos industriais ou domésticos
Resfriamento de ambientes
Dessalinização
Motor stirling
Solar térmico
Refrigeração Solar
A água quente armazenada no reservatório é enviada a um aparelho chamado chiller
A função do chiller é retirar calor do líquido de refrigeração
O líquido refrigerante é usado para climatizar ambientes ou refrigeração de equipamentos
Em geral, o chiller por ser caro, somente é usado para grandes demandas, como shoppings, aeroportos, hotéis ou em indústrias.
Aplicações
Dessalinização
Aplicações
A luz solar atravessa o vidro, a água do líquido bruto evapora, os vapores se condensam na parte interna do vidro, transformando-se novamente em água, que cai em um sistema de recolhimento, separando a água dos sais e impurezas 
Motor Stirling
Transforma de forma indireta energia solar em eletricidade
Solar Térmico e Fotovoltaica
Preço do Kwh do solar térmico fica em aproximadamente R$ 0,13, e o da fotovoltaica em R$ 0,27
O solar térmico é um aquecedor solar de água, não podendo assim transformar-se em energia elétrica diretamente. Já a fotovoltaica transforma energia solar diretamente em energia térmica. 
Hoje já há painéis fotovoltaicos com eficiência até 46%, mas os rentáveis atuam por volta de 16%
A tendência é utilização das células fotovoltaicas aumentarem e do sistema do solar térmico diminuir
Projeto Real
Ivanpah Solar Electric Generating System
Turbinas (final).pptx
Turbinas
Grupo:
Carlos Tesch
José Paulo Neto 1311502							
Nicollas Gomes
Rafael Schoenfelder
Seminário Máquinas Térmicas
Elementos de uma turbina a vapor
Uma turbina a vapor é composta basicamente dos seguintes componentes: 
 Estator (roda fixa); 
 Rotor (roda móvel); 
 Expansor; 
 Palhetas;
 Diafragmas; 
 Disco do rotor; 
Tambor rotativo;
 Coroa de palhetas; 
 Aro de consolidação; 
Labirintos; 
Deflectores de Óleo; 
Carcaça; 
 Mancais de deslizamento e escora; 
Elementos de controle (periféricos).
Utilização
São usadas industrialmente principalmente para o acionamento de geradores elétricos, propulsão, compressores, turbobombas e sopradores. Turbinas são também usualmente utilizadas em hidroelétricas.
História
Uma turbina a vapor é um motor térmico rotativo no qual a energia potencial do vapor é transformada em energia cinética devido a sua expansão através dos bocais. Esta energia então é transformada em energia mecânica de rotação devido à força do vapor agindo nas pás rotativas. Considerando esta definição, a famosa ‘aerolipyle’ proposta por Hero, da Alexandria, por volta de 150 A.C. 
Ela consistia de uma esfera oca na qual o vapor era introduzido sob pressão através de um eixo vazado, e escapava através de dois tubos curvos diametricamente opostos e com direções também opostas. Então a reação do vapor escapando causava a rotação da esfera. 
Ela consistia de uma esfera oca na qual o vapor era introduzido sob pressão através de um eixo vazado, e escapava através de dois tubos curvos diametricamente opostos e com direções também opostas. Então a reação do vapor escapando causava a rotação da esfera. 
O aparecimento da primeira turbina a vapor genuína é associado, em primeiro lugar, aos engenheiros Carl Gustaf de Laval (1845 - 1913) da Suécia e Charles Parsons (1854- 1931) da Grã Bretanha
Definição – Turbinas a Vapor
Turbinas a Vapor são Máquinas Térmicas que utilizam a energia do vapor sob forma de energia cinética. Deve-se transformar em energia mecânica a energia contida no vapor sob a forma de energia térmica e de pressão.
As turbinas de uma forma geral, são motores rotativos que convertem em energia mecânica a energia de uma corrente de água (turbinas hidráulicas), vapor d'água (turbinas a vapor) ou ar (turbinas a gás). O elemento básico da turbina é a roda ou rotor, que conta com palhetas, hélices, lâminas ou cubos colocados ao redor
de sua circunferência, de forma que o fluido em movimento produza uma força tangencial que impulsiona a roda, fazendo-a girar. 
Princípios Básicos de Funcionamento
Em uma turbina a vapor a transformação de energia do vapor em trabalho é feita em duas etapas: inicialmente, a energia do vapor é transformada em energia cinética. Para isso o vapor é obrigado a escoar através de pequenos orifícios, de formato especial, denominados expansores, onde, devido à pequena área de passagem, adquire alta velocidade, aumentando sua energia cinética, mas diminuindo, em conseqüência, sua entalpia (energia). Em um expansor, além do aumento de velocidade e da diminuição da entalpia, ocorrem também queda na pressão, queda na temperatura e aumento no volume específico do vapor.
Princípios Básicos de Funcionamento
Na segunda etapa da transformação, a energia cinética obtida no expansor é transformada em trabalho mecânico. Esta transformação de energia pode ser obtida de duas maneiras diferentes: segundo os princípios da Ação e/ou Reação. Assim sendo os princípios da Ação e Reação são as duas formas básicas como podemos obter trabalho mecânico através da energia cinética inicialmente obtida. Se o expansor for fixo e o jato de vapor dirigido contra um anteparo móvel, a força de ação do jato de vapor irá deslocar o anteparo, na direção do jato, levantando o peso W. Se, entretanto o expansor puder mover-se, a força de reação, que atua sobre ele, fará com que se desloque, em direção oposta do jato de vapor, levantando o peso W. Em ambos os casos a energia do vapor foi transformada em energia cinética no expansor e esta energia cinética, então, convertida em trabalho.
Classificação de Turbinas
As turbinas são classificadas quanto a sua utilização, relacionando-se a dois princípios de funcionamento: turbina de ação e turbina de reação.
TURBINA DE AÇÃO:
	Funciona unicamente devido a queda de pressão nos bocais com consequente aumento de velocidade. Neste caso, o bocal é concebido de forma a permitir a completa expansão do vapor dando-se nele a transformação de energia potencial em energia cinética.
TURBINA DE REAÇÃO:
	Utilizam, ao mesmo tempo, a pressão do vapor e a sua expansão nas rodas móveis. Neste caso o vapor não se expande completamente no bocal, mas continua a sofrer, na roda móvel um diminuição de pressão. A roda móvel não trabalha com vapor a pressão constante, diminuindo de montante para jusante.
Turbinas à Gás
Vantagens:
-Fluxo Contínuo
-Ausência de movimento alternativo
		-Maquina rotativa
		-Menos probelmas de balanceamento
-Confiabilidade elevada
-Compacta e leve para a elevada potência que produz
-Usa diversos tipos de combustível
Desvantagens da Turbina a Gás
Tendência de temperaturas elevadas na câmara devido ao fluxo contínuo, por isso é preciso resfriar
Transientes muito lentos
 - Elevada inércia
 - Elevada QDM angular
 - Por ex: partida lenta
Aplicações	
Uso aeronáutico
	 - Propulsão a jato, turbopropulsor
Termoelétricas
	 - Em geral, com cogeração
Industrial
	 - Petrolífera, por exemplo
Descrição	
Princípio de Funcionamento:
	 - Ar é comprimido por um compressor
Axial, centrífugo ou combinado
Ar comprimido entra na câmara de combustão, onde combustível é injetado
	 - Injeção de combustível se dá em RP
	 - Os gases quentes se expandem na turbina, produzindo potência mecânica
	 - No caso de propulsão: os gases quentes são acelerados em um bocal, para então descarregar na atmosfera
Classificação das turbinas à gás
Quanto à direção do escoamento	
Axiais 
	 - escoamento paralelo ao eixo	
Radiais (menos usadas)
Quanto à conexão turbina-compressor
Conexão direta
		- Turbina aciona compressor por um eixo que também é o eixo de potência (turbinas estáticas)
	 - Usado apenas quando rotação é constante
 Turbina livre
 - Uma turbina é usada apenas para acionar o compressor
 - Uma segunda turbina, sem acoplamento com a outra nem com o compressor, aciona o eixo de potência
 - Produz a energia útil
 - Permite operação em faixas de rotação
 
Funcionamento
Turbinas de ação ou de Impulso
		- Transformação de energia térmica em cinética ocorre apenas nos bocais
 		 - A pressão só varia nos bocais
 	- Menos comum (no caso de TG)
Turbinas de reação
 	 - Não existe TG de reação pura
	 - Gás se expande em parte nos bocais e em parte nas palhetas 
	 - Canais formados entre palhetas permite expansão do gás Palhetas possuem perfil aerodinâmico para isso.
	- Maior parte das TG
 Quanto à aplicação:
TG para propulsão 
TG “estática”, para geração de potência de eixo
Turbofan
Turbopropulsor
Turbojato com afterburner
Afterburner
 
Aeronaves, Turbinas e Empuxo
O objetivo deste sistema é transformar o ar com pouca energia que entra pelo compressor, num gás com elevada pressão e temperatura, ou seja, com muita energia termodinâmica acumulada. Esta energia será extraída na turbina.
No caso das aeronaves, todo trabalho extraído na turbina é consumido pelo compressor e, através da introdução de um bocal na saída, a energia que o gás ainda contém é convertida em energia cinética, ou seja, ao acelerar o fluido na sua descarga para a atmosfera será produzido um “Empuxo”. 
Aeronaves, Turbinas e Empuxo
Vi é a velocidade da aeronave.
Vf é a velocidade que o fluxo de ar é expelido 
O Ciclo de Brayton
O Ciclo de Brayton
No caso ideal, o funcionamento de uma turbina a gás pode ser termodinamicamente definido através do Ciclo de Brayton, onde o fluido de trabalho é comprimido isentropicamente (processo 1-2), queimado a pressão constante no interior da câmara de combustão (processo 2-3), expandido isentropicamente através da turbina (processo 3-4) e finalmente esfriado isobaricamente até ao estado inicial, tal como demonstra o diagrama h-s.
O Ciclo de Brayton
O Ciclo de Brayton
O rendimento do ciclo padrão a ar de Brayton é função da relação de pressão isotrópica. O que é evidente pela analise do diagrama T-s.