Material para estudo de Refrigeração (termodinâmica)

Material para estudo de Refrigeração (termodinâmica)

(Parte 1 de 4)

Estudo de Sistema de Refrigeração Adsortivo para Produção de Frio em Pequena Escala

Prof.Msc. Louryval Coelho Paixão

Máquina de Adsorção

•1. Introdução; •2. Adsorção;

•3. Termodinâmica dos Ciclos de Adsorção:

•4. Projeto do Protótipo:

•5. Instrumentação;

•6. Conclusão e Futuro

1. Introdução

Refrigeração Solar:

•arrefecimento de edifícios; •aplicações de lazer;

•conservação de medicamentos e alimentos em locais remotos ou sem abastecimento elétrico;

•a necessidade de refrigeração acontece geralmente quando e onde hámais radiação solar.

Objetivo do protótipo:

•adquirir conhecimento acerca da tecnologia; •demonstração da tecnologia;

•objeto de ensino na área de transformação de calor;

•visualização de alguns dos processos físicos mais imp ortan tes.

2. Adsorção

•Processo reversível onde as moléculas de um fluido –adsorvato–são fixadas num material poroso –adsorvente;

•Quando a molécula éfixada perde energia –a adsorção éexotérmica;

•A adsorção física éum fenômeno de superfície devido a forças de Van der Waals e eletrostáticas entre as moléculas do adsorvato e os átomos que compõem a superfície do adsorvente;

•as substâncias adsorventes podem regressar às suas condições iniciais quando acontece a geração –aplicação de calor.

2.1 –Ciclo de Adsorção

-1/T Tg2Ta1Tg1Ta2

Pc 1 ln P

•Um ciclo de adsorção de refrigeração sónecessita de energia na forma de calor;

•Um compressor mecânico ésubstituído por um gerador/adsorvedor que éusado para criar as diferenças de pressão necessárias para realizar a condensação e a evapor ação;

•Uma máquina de adsorção com ciclo simples éconstituída por três elementos principais:

• gerador/adsor vedor;

• evaporador;

• condensador.

•O primeiro troca calor alternadamente com uma fonte quente e com uma fonte fria;

•O refrigerante étransportado entre o gerador/adsorvedor e o condensador/ evapor ador;

•O ciclo écomposto por quatro etapas.

2.2 –Adsorvatos e Adsorventes

Características ideais dos adsorventes:

•grande variação de concentração para uma pequena variação de temperatura; •condutividade térmica elevada;

•reversibilidade no processo de adsorção;

•porosidade elevada –difusão rápida do vapor;

•densidade elevada–boa condutividade térmica.

Características ideais dos adsorvatos:

•alto calor latente por unidade de volume; •boa estabilidade térmica.

2.2 –Adsorvatos e Adsorventes

Pares Adsorvatos/Adsorventes:

•metanol / carvão activado; •amoníaco / carvão activado;

•água / gel de sílica;

•água / zeólito;

•refrigerantes orgânicos / zeólito;

•amoníaco / sais;

•hidrogénio / metais.

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