Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UNINTER Engenharia de Produção RENATA ISIS DE SOUZA SISTEMAS ENERGÉTICOS GELADEIRAS BALNEÁRIO CAMBORIÚ 2017 INTRODUÇÃO Antigamente as pessoas perceberam que ao resfriar os alimentos poderiam conservá-los por muito tempo. Ao passar dos anos, no século XIX, um inventor inglês Jacob Perkings desenvolveu o primeiro compressor onde produzia gelo artificialmente, com isso possibilitou o desenvolvimento de algumas indústrias. Por volta de 1920, as primeiras geladeiras surgiram nos Estados Unidos e logo se tornaram muito populares. As geladeiras podem ser consideradas uma máquina térmica, onde o que se interessa é o calor dissipado e não o trabalho realizado, quanto menor for esse trabalho realizado dentro da geladeira melhor, pois irá precisar menos energia. Conforme a 2ª Lei da Termodinâmica, esse processo baseia-se na transferência de calor de uma fonte fria para uma fonte quente, porém esse processo não é espontâneo, é necessária uma fonte externa (trabalho), para que está transferência de calor ocorra. Podemos chamar de fonte quente o condensador, conhecido como radiador, e fonte fria o congelador. A figura abaixo, representa um diagrama PV, onde podemos analisar os 5 processos termodinâmicos que ocorrem nas geladeiras. 1 - 2: compressão adiabática É quando todo o trabalho que o compressor realiza aumenta a energia interna do sistema, logo a sua temperatura. 2 - 3: resfriamento isobárico O fluido começa a perder energia sob a forma de calor e, como o compressor mantém alta e constante a pressão deste, o volume e a temperatura diminuem. 3 - 4: condensação Ainda no condensador e sob alta pressão, o fluido perde mais um pouco de energia sob a forma de calor. Por isso o volume e a temperatura do fluido diminuem ainda mais e ele passa do estado gasoso para o líquido. Ate aqui o fluído encontrava se no estado gasoso. 4 - 5: expansão adiabática Sob alta pressão, o fluido atravessa o tubo capilar e, na saída do tubo, ele se expande. Já como está expansão ocorre rapidamente, o fluido troca calor com a vizinhana, por isso um processo adiabático. Porém a pressão e a temperatura diminuem. Assim, na saída do tubo, o fluido se apresenta como gotículas de líquido suspensas em vapor à baixa pressão. Lembrando que a baixa pressão do tubo capilar é um efeito do funcionamento do compressor, o qual retira fluido no estado gasoso desta parte do circuito para comprimi-lo no condensador. 5 - 1: vaporização isobárica No evaporador, sob pressão baixa e constante, as gotículas restantes são vaporizadas, absorvendo energia do congelador. Ao sair do evaporador, o fluido está totalmente no estado gasoso e à pressão baixa, encaminhando-se para o compressor e repetindo o ciclo. A geladeira é dividida em 6 elementos, são eles: Fluido refrigerante: o fluído mais utilizado é o freon pois tem baia pressão de vaporização além de ter alta pressão de condensação. Compressor: É como se fosse uma bomba de sucção no sistema, ele retira o fluído da tubulação, que reduz a pressão e injeta o fluído na tubulação que aumenta a Condensador: Ele fica localizado na traseira da geladeira, onde o vapor se liquefaz, é onde o calor é liberado ao ambiente. Tubo capilar: é responsável por diminuir a pressão do vapor do fluido. Evaporador: é composto por um tubo em forma de serpentina acoplado ao congelador. Para passar ao estado gasoso, o fluido absorve energia na forma de calor do congelador e, ao abandonar o evaporador, chega ao compressor, recomeçando o ciclo. Congelador:Normalmente ele fica localizado na parte superior da geladeira, par facilitar a formação de corrente de convecção internas. Como funcionam os refrigeradores? O fluído refrigerante atinge temperaturas bem baixas e percorre a geladeira dentro de uma série de tubos, alternando entre as formas liquidas e gasosas. Ao descer pela geladeira, o fluído retira calor dos alimentos, resfriando-os. Ele segue por um tubo na parte traseira da geladeira, que normalmente fica escondido por uma fina camada de plástico. Nessa etapa o fluído refrigerante esta na fase gasosa na temperatura por volta de -10ºC. O gás então é sugado pelo compressor. Nessa etapa ele é forçado passar em um espaço bem apertado, aumentando a sua pressão, com isso a temperatura do fluído pode chegar a 120ºC. Do compressor o gás segue para o condensador. Ao dar todas essas voltas o fluído resfria e ganha forma líquida. Na metade do condensador o fluído já está a 10ºC, temperatura ambiente. O fluído completamente líquido, passa por um filtro especial, que retém todas as impurezas que poderiam danificar o compressor. O fluído chega ao tubo capilar, onde é um tubo comprido e muito fino, por isso o fluído ganha força para subir até chegar na parte superior da geladeira. )O tubo capilar termina no evaporador, que fica localizado no freezer, é um tubo com diâmetro muito maior, por isso o fluído tem muito espaço para expandir, logo ele virá gás de novo. O evaporador é colocado na parte superior da geladeira, para ser possível a formação de correntes de convecção, já como o ar frio é mais denso e tem tendência de descer , enquanto o ar quente sobe, mantendo assim essa corrente. CONCLUSÃO Concluímos a importância das geladeiras no nosso cotidiano, essas máquinas revolucionaram a vida do ser humano, porém pensa-se pouco como que funciona o seu processo de refrigeração.Com esse relatório podemos analisar todos os processos de funcionamento e termodinâmicos dos refrigeradores. REFERÊNCIAS - http://www.ultimato.com.br/comunidade-conteudo/a-importancia-e-os-perigos-da-geladeira - https://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/termodinamica-2-o-refrigerador-como-maquina-termica-1.htm - http://www.sofisica.com.br/conteudos/curiosidades/refrigeradores.php
Compartilhar