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Universidade Federal da ParaíbaCentro de Tecnologia
Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Análise Experimental e Comparação com Modelo Computacional do Sistema de
Refrigeração por Absorção de Duplo Efeito em Série Usando Água / Brometo de Lítio.
Por: Márcio Andrade Rocha
Orientador: Profº Dr. Carlos Antônio Cabral dos Santos
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Motivação
Contribuir significativamente com o desenvolvimento de máquinas de refrigeração por absorção concernetes a:
Construção da máquina; Análise energética e exergética; Viabilidade de aplicações; Cogeração; Preservação do meio ambiente;
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Objetivo
Geral
Realizar estudo experimental e comparativo em uma máquina de
refrigeração por absorção de duplo efeito em série com programa
de simulação computacional, alicerçando contribuições
significativas para o desenvolvimento e otimização de
componentes e da própria máquina no que tange aos fatores de
viabilidade energética, relação custo benefício, preservação do
meio ambiente e estímulo a novas pesquisas.
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Objetivos Específicos
Comparar os resultados experimentais com os da simulação computacional; Desenvolver uma análise energética e exergética do equipamento;
Avaliar a viabilidade da utilização da máquina em processos de
cogeração;
Avaliar a possibilidade de aprimorar e ou otimizar equipamentos
que compõem a máquina;
Disponibilizar novos dados teóricos os quais motivarão estudos
futuros.
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Metodologia
Pesquisa bibliográfica
Construção da máquina de refrigeração;
Instrumentação e tomada de dados;
Cálculos teóricos;
Comparação dos resultados com modelo computacional.
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Evolução Histórica Chineses (1000 A.C) – uso do gelo para conservar alimentos e bebidas;
Egípicios (500 A.C) – refrescavam água usando vasos de barro e
produziam gelo em noites frias através da radiação;
Willian Cullen (1755) – formação de gelo através do uso do éter;
Olivier Evans (1805) – sugeriu sistema cíclico por compressão;
Frederic Tudor (1805) – criação da “Tudor Ice Company”;
Jacob Perkins (1844) – 1ª máquina cíclica por compressão;
Edmond Carré (1850) - 1º máquina por absorção água/H2SO
4;
Ferdnand Carré (1859) – 1º máquina por absorção água/NH3;
Carrier e Servel (déc. De 40)– H2O/LiBr e H
2O/LiCl 100 a 700 TR;
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Classificação
Simples efeito Duplo efeito
Série Paralelo
Triplo efeito Paralelo Série
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Princípio de Funcionamento: simples efeito
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Duplo Efeito: série
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Duplo Efeito: paralelo
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Características do Brometo de Lítio
Sal sólido
Cor branca
Sabor amargo
Facilmente solúvel em água
Elevada afinidade ao vapor d'água
Massa específica 3464 Kg/m3
Ponto de fusão 547°C
Ponto de ebulição 1265°C
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Características de um Bom Fluido de Trabalho
Quimicamente estável;
Não ser tóxico;
Não ser inflamável;
Compatível com o material;
Fácil obtenção;
Baixo custo;
Fácil detecção em caso de vazamento;
Não agredir o meio ambiente.
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Vantagens
Não é tóxico;
Não é inflamável;
Fácil aquisição;
Custo razoável;
Não necessita de retificador;
Desvantagens
Altamente corrosivo;
Necessidade de materiais apropriados;
Custo de instalação elevado;
Não trabalha com temperatura negativa;
Dificuldade para detectar vasamento.
O Fluido de Trabalho: água/ LiBr
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Referências Bibliográficas
ABREU, Ari F. de . Sistema de Refrigeração por Absorção Intermitente: concepção, dimensionamento, construção, ensaio e considerações econômicas. Tese de Doutorado – Programa Interunidades de Pós-Graduação em Energia da Universidade de São Paulo, 1999.
ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. A., 2006, Termodinâmica. 5ª ed. São Paulo, McGraw-Hill.
COSTA, E. C. Da , 1974, Física Aplicada à Construção: conforto térmico. 3ª ed. São Paulo, Blucher.
COSTA, E. C. Da , 1982, Refrigeração. 3ª ed. São Paulo, Blucher.
DORGAN, C. B., DORGAN, E. C., LEIGHT, S. P., 1995, Application Guide for Absorption Cooling / Refrigeration Using Recovered Heat. Atlanta, USA, America Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers,Inc.
GOMRI, Rabah, 2009, “Second Law Comparasion of Single Effect and Double Effect Vapour Absorption Refrigeration Systems”, Energy Conversion and Management, v. 50, pp. 1279-1287.
KHALIQ, A. & KUMAR, R., 2008, “Exergy Analysis of Double Effect Vapor Absorption Refrigeration System”, International Journal of Energy Research, v. 32, pp.161-174.
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Referências Bibliográficas
KAUSHIK, S. C. & ARORA, A., 2009, “Energy and Exergy Analysis of Single Effect and Series Flow Double Effect Water-Lithium Bromide Absorption Refrigeration System”, International Jornal of Refrigeration, v. 32, pp. 1247-1258.
LU, Zhen et al., 1999, Development of Absorption Technologies with Lithium Bromide, in China. Munich/Germany, ISHPC'99, pp. 45-49
SANTOS, P. H. D. dos . Dissertação de Mestrado. Análise exergética de sistemas de refrigeração por absorção de múltiplos estágios com o par água-brometo de lítio. João Pessoa-PB: [s,n], 2005.
SOUZA, Wilson L. de . Análise Exergoeconômica dos Ciclos de Refrigeração por Absorção de Única Pressão. Tese de Doutorado – Universidade Federal da Paraíba/UFPB, João Pessoa – PB, 2007.
VARANI, C. M. R. Avaliação Energética e Exergética de uma Unidade de Refrigeração por Absorção Agua/Brometo de Lítio Utilizando Gás Natural. Tese (Tese de Doutorado) ― Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa – Pb, 2001.
YATTARA, A. et al, 2003, “Comparison Between Solar Single-Effect and Single-Effect Double-lift Absorption Machines”, Applied Thermal Engineering, v. 23, pp. 1981-1992.
GOMRI, R. & HAKIMI, R., 2008, “Second Law Analysis of Double effect Vapor Absorption Cooler System”, Energy Conversion and Management, v. 49, pp. 3343-3348.
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Agradecimentos
Recogás
CNPq
IES
Aos colegas
Ao Orientador: Profº Dr. Carlos Cabral.
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