Refrigeração
Pré-requisitos
- Transferência de Calor e Massa I
Objetivo Geral
Analisar sistemas de refrigeração por compressão de vapor.
Objetivos Específicos
- Calcular métricas de desempenho de ciclos de refrigeração;
- Familiarizar-se com os diversos tipos de componentes e fluidos usados em sistemas de refrigeração;
- Analisar a influência de parâmetros de operação sobre sistemas de refrigeração.
Carga horária
54 horas de aulas teóricas.
Aulas
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Aula 1 - Introdução à Refrigeração
Produção de Frio Pense no seu refrigerador doméstico. Dentro dele há um ambiente frio, que está isolado de um ambiente mais quente ao seu redor. O objetivo do refrigerador é justamente criar esse ambiente isolado, de maneira que você consiga armazenar alimentos e impedir a ação bacteriana que ocorre a altas temperaturas [1].
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Aula 2 - Ciclo Padrão de Compressão de Vapor
Componentes do ciclo padrão de compressão de vapor A maioria dos sistemas de refrigeração funciona segundo o Ciclo Padrão de Compressão de Vapor. O vídeo abaixo fornece uma boa introdução a este tipo de sistema:
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Aula 3 - Variações do Ciclo Padrão de Compressão de Vapor
Na aula anterior, falamos do Ciclo Padrão de Compressão de Vapor para Sistemas de Refrigeração. Este ciclo é mais realista que o Ciclo de Carnot ao modelar sistemas reais e considerar como de fato os componentes funcionam, especialmente em que região do domo de saturação eles trabalham.
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Aula 4 - Compressores
Análise de dados de catálogos de compressores Vamos importar três conjuntos de dados, que foram retirados de diferentes catálogos. O compressor alternativo foi abordado na aula passada, enquanto os outros foram retirados deste catálogo de compressor scroll e deste compressor parafuso
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Aula 5 - Análise de Segunda Lei dos Sistemas de Refrigeração
Potência mínima de um sistema de refrigeração Em termos de requisitos, um sistema de refrigeração é caracterizado da seguinte forma: um sistema de refrigeração deve manter um ambiente a uma temperatura baixa \(T_{\mathrm{L}}\) enquanto o ambiente ao redor está a \(T_{\mathrm{H}}\).
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Aula 6 - Condensadores e Evaporadores
Efeito do UA dos trocadores de calor sobre a potência de um sistema de refrigeração De [1]: Um ar-condicionado de Carnot opera entre as temperaturas interna e externa de 23 e 43 ºC, respectivamente, e remove 5 kW de uma construção.
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Aula 7 - Tubos capilares
Vazão de compressores Um compressor succiona vapor do evaporador e o comprime até a pressão de condensação, como já visto. Vamos considerar para esta aula que segue um compressor alternativo ideal (isentrópico) monocilindro de simples efeito com volume morto, com cilindrada \(\mathcal{V}_{\mathrm{D}}\) e fração de volume morto (em relação à cilindrada) \(\varepsilon\), que funciona em uma rotação fixa \(n\).
Bibliografia básica
- Stoecker, W. F., & Jones, J. W. Refrigeração e Ar Condicionado. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1985.
- Gosney, W. B. Principles of Refrigeration. Cambridge: Cambridge University Press, 1982.
- Dossat, R. L. Princípios de Refrigeração. [s.l.] Hemus, 2004.
Bibliografia complementar
- Stoecker, W. F., & Jabardo, J. M. S. Refrigeração Industrial. 2. ed. Blucher, 2002
- Çengel, Y. A., & Boles, M. A. Termodinâmica (7 ed.). Porto Alegre: AMGH, 2013.
- Fox, R. W; McDonald, A. T.; Pritchard, P. J.; Mitchell, J. W. Introdução à Mecânica dos Fluidos (9 ed.). Rio de Janeiro: LTC, 2018.
- Incropera, F. P., DeWitt, D. P., Bergman, T. L., & Lavine, A. S. Fundamentos da Transferência de Calor e de Massa (6 ed.). Rio de Janeiro: LTC, 2008.
- Shah, R. K.; Sekulic, D. P. Fundamentals of Heat Exchanger Design. Hoboken: John Wiley & Sons, 2003.
- Bejan, A. Advanced Engineering Thermodynamics. New York: John Wiley & Sons, 1988.