mecânico de refrigeração domiciliar 2

7/27/2019 Mecnico de refrigerao domiciliar 2

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FIRJAN

CIRJ

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IEL

MECNICO DE

REFRIGERAODOMICILIAR

SENAI-RJ Refrigerao

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REFRIGERADORES/CONGELADORES II


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FIRJAN2Federao das Indstrias do Estado do Rio de Janeiro

Eduardo Eugenio Gouva VieiraEduardo Eugenio Gouva VieiraEduardo Eugenio Gouva VieiraEduardo Eugenio Gouva VieiraEduardo Eugenio Gouva Vieira

Presidente

Diretoria Corporativa Operacional

Augusto Cesar Franco de AlencarAugusto Cesar Franco de AlencarAugusto Cesar Franco de AlencarAugusto Cesar Franco de AlencarAugusto Cesar Franco de Alencar

Diretor

SENAI-Rio de Janeiro

Fernando Sampaio Alves GuimaresFernando Sampaio Alves GuimaresFernando Sampaio Alves GuimaresFernando Sampaio Alves GuimaresFernando Sampaio Alves Guimares

Diretor Regional

Diretoria de Educao

RRRRRegina Maria de Ftima Tegina Maria de Ftima Tegina Maria de Ftima Tegina Maria de Ftima Tegina Maria de Ftima Torresorresorresorresorres

Diretora


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SENAI-RJ

2002

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Mecnico de Refrigerao Domiciliar: Refrigeradores/Congeladores II2002

SENAI-Rio de JaneiroDiretoria de Educao

Ficha tcnica

Gerncia de Educao Profissional Luis Roberto ArrudaGerncia de Produto Darci Pereira GariosProduo Editorial Vera Regina Costa AbreuPesquisa de Contedo e Redao Eduardo Renato da Costa Dantas MachadoReviso Pedaggica Maria Angela Calvo da SilvaReviso Gramatical e Editorial Maria Angela Calvo da SilvaReviso Tcnica Antnio Joaquim Pereira Sobrinho

Rui Andr LichtenfelsProjeto Grfico Artae Design & Criao

Edio revista do material Mecnico Refrigerao Domiciliar, publicado pelo Centro deTecnologia Euvaldo Lodi, SENAIRJ.

SENAIRio de JaneiroGEP - Gerncia de Educao ProfissionalRua Mariz e Barros, 678 - Tijuca20270-002 - Rio de Janeiro - RJTel.: (0xx21) 2587-1117Fax: (0xx21) 2254-2884http://www.rj.senai.br


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Sumrio

APRESENTAO..................................................................................... 9

UMA PALAVRA INICIAL ....................................................................... 11

INTRODUO ...................................................................................... 15

TERMOLOGIA........................................................................................ 19

TERMOMETRIA ..................................................................................... 31

PREPARAO DE TUBOS PARA USO EM REFRIGERAO .......... 59

PROCEDIMENTOS PARA SOLDAGEM............................................... 71

CICLO DE REFRIGERAO................................................................. 95

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.................................................... 103

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33333

44444

55555

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Mecnico de Refrigerao Domiciliar II Apresentao

ApresentaoA dinmica social dos tempos de globalizao exige dos profissionais atualizao constante. Mesmo

as reas tecnolgicas de ponta ficam obsoletas em ciclos cada vez mais curtos, trazendo desafiosrenovados a cada dia e tendo como conseqncia para a educao a necessidade de encontrar novase rpidas respostas.

Nesse cenrio, impe-se a educao continuada, exigindo que os profissionais busquem atualizaoconstante durante toda a vida - e os docentes e alunos do SENAI/RJ incluem-se nessas novas demandas

sociais.

preciso, pois, promover, tanto para os docentes como para os alunos da educao profissional, ascondies que propiciem o desenvolvimento de novas formas de ensinar e de aprender, favorecendo otrabalho de equipe, a pesquisa, a iniciativa e a criatividade, entre outros aspectos, ampliando suaspossibilidades de atuar com autonomia, de forma competente.

O Mecnico em Refrigerao, alm de possuir as habilidades especficas para a atuao nessarea, deve dominar matrias como matemtica e fsica.

Este material apresenta, alm dos conceitos fsicos necessrios ao trabalho com refrigeradores e

congeladores, os princpios bsicos sua manuteno e as tcnicas de soldagem dos tubos derefrigerao. Seu contedo dever ser conhecido em profundidade pelo tcnico e aplicado com exatido,para que os resultados sejam obtidos satisfatoriamente.

indispensvel, portanto, que este material didtico-pedaggico seja lido e estudado com todaateno, interesse e aplicao, a fim de que todas as fases do trabalho sejam conhecidas e experienciadaspelo aluno.


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Mecnico de Refrigerao Domiciliar II Uma Palavra Inicial

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Uma palavra inicialMeio ambiente...

Sade e segurana no trabalho...

O que que ns temos a ver com isso?

Antes de iniciarmos o estudo deste material, h dois pontos que merecem destaque: a relao entreo processo produtivo e o meio ambiente; e a questo da sade e segurana no trabalho.

As indstrias e os negcios so a base da economia moderna. Produzem os bens e serviosnecessrios, e do acesso a emprego e renda; mas, para atender a essas necessidades, precisam usarrecursos e matrias-primas. Os impactos no meio ambiente muito freqentemente decorrem do tipo

de indstria existente no local, do que ela produz e, principalmente, de como produz.

preciso entender que todas as atividades humanas transformam o ambiente. Estamos sempreretirando materiais da natureza, transformando-os e depois jogando o que sobra de volta ao ambientenatural. Ao retirar do meio ambiente os materiais necessrios para produzir bens, altera-se o equilbriodos ecossistemas e arrisca-se ao esgotamento de diversos recursos naturais que no so renovveisou, quando o so, tm sua renovao prejudicada pela velocidade da extrao, superior capacidadeda natureza para se recompor. necessrio fazer planos de curto e longo prazo, para diminuir osimpactos que o processo produtivo causa na natureza. Alm disso, as indstrias precisam se preocuparcom a recomposio da paisagem e ter em mente a sade dos seus trabalhadores e da populao quevive ao redor dessas indstrias.

Com o crescimento da industrializao e a sua concentrao em determinadas reas, o problemada poluio aumentou e se intensificou. A questo da poluio do ar e da gua bastante complexa,pois as emisses poluentes se espalham de um ponto fixo para uma grande regio, dependendo dosventos, do curso da gua e das demais condies ambientais, tornando difcil localizar, com preciso, aorigem do problema. No entanto, importante repetir que, quando as indstrias depositam no solo osresduos, quando lanam efluentes sem tratamento em rios, lagoas e demais corpos hdricos, causamdanos ao meio ambiente.

O uso indiscriminado dos recursos naturais e a contnua acumulao de lixo mostram a falha bsica

de nosso sistema produtivo: ele opera em linha reta. Extraem-se as matrias-primas atravs de processosde produo desperdiadores e que produzem subprodutos txicos. Fabricam-se produtos de utilidade


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limitada que, finalmente, viram lixo, o qual se acumula nos aterros. Produzir, consumir e dispensar bensdesta forma, obviamente, no sustentvel.

Enquanto os resduos naturais (que no podem, propriamente, ser chamados de lixo) so absorvidose reaproveitados pela natureza, a maioria dos resduos deixados pelas indstrias no tem aproveitamentopara qualquer espcie de organismo vivo e, para alguns, pode at ser fatal. O meio ambiente podeabsorver resduos, redistribu-los e transform-los. Mas, da mesma forma que a Terra possui umacapacidade limitada de produzir recursos renovveis, sua capacidade de receber resduos tambm restrita, e a de receber resduos txicos praticamente no existe.

Ganha fora, atualmente, a idia de que as empresas devem ter procedimentos ticos que considerema preservao do ambiente como uma parte de sua misso. Isto quer dizer que se devem adotarprticas que incluam tal preocupao, introduzindo processos que reduzam o uso de matrias-primase energia, diminuam os resduos e impeam a poluio.

Cada indstria tem suas prprias caractersticas. Mas j sabemos que a conservao de recursos importante. Deve haver crescente preocupao com a qualidade, durabilidade, possibilidade deconserto e vida til dos produtos.

As empresas precisam no s continuar reduzindo a poluio, como tambm buscar novas formasde economizar energia, melhorar os efluentes, reduzir a poluio, o lixo, o uso de matrias-primas.Reciclar e conservar energia so atitudes essenciais no mundo contemporneo.

difcil ter uma viso nica que seja til para todas as empresas. Cada uma enfrenta desafiosdiferentes e pode se beneficiar de sua prpria viso de futuro. Ao olhar para o futuro, ns (o pblico,

as empresas, as cidades e as naes) podemos decidir quais alternativas so mais desejveis e trabalharcom elas.

Infelizmente, tanto os indivduos quanto as instituies s mudaro as suas prticas quandoacreditarem que seu novo comportamento lhes trar benefcios sejam estes financeiros, para suareputao ou para sua segurana.

A mudana nos hbitos no uma coisa que possa ser imposta. Deve ser uma escolha de pessoasbem-informadas a favor de bens e servios sustentveis. A tarefa criar condies que melhorem acapacidade de as pessoas escolherem, usarem e disporem de bens e servios de forma sustentvel.

Alm dos impactos causados na natureza, diversos so os malefcios sade humana provocadospela poluio do ar, dos rios e mares, assim como so inerentes aos processos produtivos alguns riscos sade e segurana do trabalhador. Atualmente, acidente do trabalho uma questo que preocupa osempregadores, empregados e governantes, e as conseqncias acabam afetando a todos.

De um lado, necessrio que os trabalhadores adotem um comportamento seguro no trabalho,usando os equipamentos de proteo individual e coletiva, de outro, cabe aos empregadores prover aempresa com esses equipamentos, orientar quanto ao seu uso, fiscalizar as condies da cadeia produtivae a adequao dos equipamentos de proteo.

A reduo do nmero de acidentes s ser possvel medida que cada um trabalhador, patro e governo

assuma, em todas as situaes, atitudes preventivas, capazes de resguardar a segurana de todos.


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Deve-se considerar, tambm, que cada indstria possui um sistema produtivo prprio, e, portanto, necessrio analis-lo em sua especificidade, para determinar seu impacto sobre o meio ambiente,sobre a sade e os riscos que o sistema oferece segurana dos trabalhadores, propondo alternativas

que possam levar melhoria de condies de vida para todos.

Da conscientizao, partimos para a ao: cresce, cada vez mais, o nmero de pases, empresas eindivduos que, j estando conscientizados acerca dessas questes, vm desenvolvendo aes quecontribuem para proteger o meio ambiente e cuidar da nossa sade. Mas, isso ainda no suficiente...faz-se preciso ampliar tais aes, e a educao um valioso recurso que pode e deve ser usado em taldireo. Assim, iniciamos este material conversando com voc sobre o meio ambiente, sade esegurana no trabalho, lembrando que, no seu exerccio profissional dirio, voc deve agir de formaharmoniosa com o ambiente, zelando tambm pela segurana e sade de todos no trabalho.

Tente responder pergunta que inicia este texto: meio ambiente, a sade e a segurana no trabalho

o que que eu tenho a ver com isso? Depois, partir para a ao. Cada um de ns responsvel.Vamos fazer a nossa parte?


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Introduo

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Mecnico de Refrigerao Domiciliar II Introduo

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O tcnico dedicado manuteno de refrigeradores, condicionadores de ar e bebedouros deve teruma boa noo dos fundamentos da Fsica. Tais conhecimentos sero indispensveis para oentendimento do ciclo da refrigerao.

Alm dos conceitos fsicos abordaremos, neste fascculo, as tcnicas de trabalho e soldagem detubos de refrigerao. Os conhecimentos sero apresentados de forma objetiva, facilitando oentendimento dessas noes.


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Termologia

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Mecnico de Refrigerao Domiciliar II Termologia

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MatriaMatria tudo aquilo no universo que tem peso e ocupa lugar no espao. Toda matria composta

de molculas que, por sua vez, so formadas por partculas chamadas tomos. Os tomos so compostospor partculas ainda menores, conhecidas como eltrons, prtons e nutrons.

A matria se apresenta na natureza em trs estados de agregao: slido, lquido e gasoso, queso explicados atravs dos movimentos das molculas, mais ou menos intensos, com maior ou menorliberdade, dependendo do estado de agregao ou fora de coeso.

Foras de Coeso

So foras de ao mtua que fazem com que as molculas que formam as substncias se mantenhamem sua posio.

No estado slido (S) as molculas esto fortemente coesas (A); nos estados lquido e gasoso, asmolculas tm maior liberdade de movimento (B).

Fig. 1Fig. 1Fig. 1Fig. 1Fig. 1

vapor

lquido


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Estado slido

Neste estado as foras de coeso entre as molculas so intensas e s permitem vibraes ligeiras.

As molculas dispem-se com regularidade, formando uma rede cristalina. Assim, os slidos apresentamforma e volume bem definidos.

Estado lquido

No estado lquido, as molculas possuem maior liberdade de movimento e podem mover-se livrementesobre as outras, de maneira que o material flui.

Os lquidos so pouco compressveis e possuem elasticidade perfeita, adaptando-se forma do

recipiente que os contem.

Estado gasoso

No estado gasoso, as foras de coeso entre as molculas so extremamente fracas, permitindolivre movimentao. Devido grande expansibilidade que possuem, os gases (e vapores) tendem aocupar todo o espao do recipiente em que estiverem contidos, no apresentando, desta forma, volumee formas definidos. H uma diferena fsica entre gases e vapores.

GasesSo substncias que se apresentam em estado aeriforme nas condies normais de temperatura

e presso.

Vapores

So substncias que se apresentam em estado aeriforme, mas prximos do seu ponto de liquefao.So instveis e passam ao estado lquido facilmente. Se colocarmos a gua em presena de gelo,ocorrer uma diminuio do movimento molecular: a energia trmica diminuir.

Energia trmica a energia cnica associada ao movimento de agitao trmica das molculas. Se aquecermos a

gua atravs de um bico de gs, o movimento de suas molculas tornar-se- mais intenso: a energia

trmica aumentar.


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Temperatura

A primeira noo de temperatura de um sistema estabelecida atravs da sensao trmica queo mesmo nos causa, traduzida pelos termosfrio e quente. No entanto, o critrio sensitivo para avaliaode temperaturas vago e impreciso, pois depende da pessoa que sente e das condies nas quais amesma se encontrava anteriormente.

Podemos considerar a temperatura de um corpo como sendo a medida do grau de agitao de suasmolculas. Desta forma, supondo no haver mudana de fase, quando o copo recebe energia trmica,suas molculas passam a se agitar mais intensamente: a temperatura aumenta.

Ao perder energia, as molculas do corpo se agitam com menor intensidade: a temperatura diminui.

As molculas do gs, em contato com a chama, esto em movimento mais intenso: o gs est emtemperatura mais elevada.

PressoPresso a grandeza dada pela relao entre a intensidade da fora perpendicular atuante e a rea

em que a mesma se distribui. Esta relao se expressa pela seguinte equao:


F

AP =


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2424242424 SENAI-RJ

onde:

P = presso expressa em unidades de F por unidade de A.

F = fora total em quaisquer unidades de fora.

A = rea total em quaisquer unidades de rea.

Fora a interao entre corpos que produzem variaes em sua velocidade, isto , que provocam

aceleraes.

A resultante das foras aplicadas a um material (F) igual ao produto de sua massa (M)pela acelerao (A) adquirida:

Fr = m.a (massa X acelerao)

O peso de um corpo a fora de atrao que a Terra exerce sobre ele.

Para um corpo em queda livre, desprezada a ao do ar, seu peso igual ao produto de sua massa

pela acelerao da gravidade:

P = mg

onde:

P = peso do corpo

m = massa do corpo em kg

g = acelerao da gravidade em m/s2

As unidades de Fora (peso) so dadas em kg m/s2 ou Newton (N).

1 NEWTON = 1 N = 1 kg . 1 m _s2


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Portanto, em termos rigorosos, incorreto falar que o peso de um corpo 10 kg.

Podemos referir-nos massa de 10 quilogramas, cujo peso 10 Newtons (g = acelerao da

gravidade).

FigFigFigFigFig. 3 -. 3 -. 3 -. 3 -. 3 - O peso de um corpo a fora de atrao da Terra sobre ele.

Presso atmosfricaPresso atmosfrica a presso da atmosfera terrestre na superfcie da Terra. Tal fato foi

evidenciado por Torricelli, ao realizar a seguinte experincia: encheu um tubo de vidro de 120 mm commercrio, at a borda; tapou a extremidade aberta e o inverteu num recipiente contendo mercrio.

Torricelli concluiu que a presso exercida pelo ar sobre a superfcie livre do mercrio era igual presso dos 76 cm de mercrio contido no tubo.

76 mm = 760 mm Hg = 1 atm

O mesmo corpo de peso 10 N est apoiado em faces de reas diferentes. A presso maior nabase menor.


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Experincia de Torriccelli

A partir da experincia de Torricelli foram determinadas as unidades equivalentes. A presso de

uma coluna de mercrio de exatamente 76 cm de mercrio a 0 C e sob a acelerao da gravidade



F1= 10N

A1= 0,4m2

P1=

P1 =

100,4

25N/m2

F2= 10N

A2= 0,2m2

P2=

P2=

100,2

50N/m2

vcuo

tampa

mercrio

tubo


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SENAI-RJ 2727272727

normal g = 9,80665 m/s2 denominada atmosfera (atm) ou presso normal.

A massa especfica do mercrio a 0 C 13,595 g/cm3. A presso atmosfrica varia em funo da

altitude.Acima do nvel do mar, no topo de uma montanha, por exemplo (figura 6), eliminamos a altura da

montanha da massa de ar ou atmosfrica que envolve a Terra e, como conseqncia, a pressodiminuir. A presso atmosfrica na cidade do Rio de Janeiro, ao nvel do mar, maior que a pressoatmosfrica em Belo Horizonte (836 m).

Presso absoluta

e presso manomtricaPresso absoluta a presso total ou real de fluido.

Presso Manomtrica a presso lida no manmetro. Note-se que os manmetros estocalibrados para se ler zero na presso atmosfrica.

PRESSO ABSOLUTA = PRESSO ATMOSFRICA + PRESSO MANOMTRICA

29,9

2Pol.(76cm)

76cm

mercrio

1Pol2

mercrio

1cm214,7 lbs(1.033 kg)

1.033 kg

1 atm = 14,7 lb/Pol2 (PSI)* 1 atm = 1.033 kg /cm2

*PSI = Pound Square Inches (Lb /Pol2)



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Equivalncia entre unidades de presso

A presso atmosfrica no alto da montanha menor que a presso atmosfrica ao nvel do mar.

Relao entre presso absoluta e presso manomtrica

600 milhas

14,7 Psi

597,8 milhas8,32 Psi

Nveldo Mar

pressomanomtrica

45

pressoabsoluta

59,7

40 54,735 49,7

30 44,7

25 39,7

20 34,7

15 29,7

10 24,7

5 19,7presso atmosfrica (14,7 lb /pol

2)29,92 pol. de mercrio

5 25presses abaixo

da atmosfera(Pol. de mercrio)

10 2015 1520 1025 5

0


presso atmosfrica10 pol2

0

29,92 pol. de mercrio(14,7 lb /pol2)


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Vcuo

O espao vazio de presso define-se como um vcuo perfeito ou vcuo absoluto. Qualquerespao que contiver um gs, a uma presso atmosfrica, considerado como estando em condiesdenominadas como vcuo parcial.

Um manmetro de mercrio consiste em um tubo de cristal em forma de U, aberto em ambas asextremidades e parcialmente cheio de mercrio. Quando ambas as extremidades esto abertas, a pressoatmosfrica que se aplica em ambos os lados do tubo e a altura das colunas a mesma. Conectando-seuma bomba de alto vcuo em uma das extremidades do tubo, verifica-se que o nvel de mercrio do ladoaberto ir descer. Quanto maior for a quantidade de ar extrado, maior ser a influncia da atmosfera,sendo que a completa exausto do ar do tubo evidenciar uma coluna de mercrio de 76 cm acima donvel existente na parte aberta.

Os manmetros que medem presses abaixo da presso atmosfrica so denominadosmanovacumetros. Os manmetros dessa classe so normalmente graduados em centmetros oupolegadas de mercrio (Hg), com origem na presso atmosfrica.

A coluna de mercrio do lado exposto atmosfera menor que a coluna do lado conectado bomba.

Na prtica, utiliza-se com freqncia a unidade mcron () para medir presses abaixo da presso

atmosfrica:

presso atmosfricaao nvel do mar

760mm

mercrio

Tubo U

bomba de alto vcuoFig. 8Fig. 8Fig. 8Fig. 8Fig. 8


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3030303030 SENAI-RJ

14,7 = 1,033 = 760 mmHg = 760.000 pol2 cm2

1b kg


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Termometria

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Mecnico de Refrigerao Domiciliar II Termometria

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TermmetroAo se aquecer uma barra, o seu comprimento aumenta (dilatao). Deste modo, a temperatura t da

barra avaliada indiretamente pelo valor assumido por seu comprimento.

O instrumento que se usa com maior freqncia para medir a temperatura o termmetro. Aoperao da maior parte dos termmetros depende da propriedade que tem o lquido de dilatar-se oucontrar-se, ao aumentar ou diminuir, respectivamente, a sua temperatura. O termmetro mais comum o termmetro de mercrio, baseado na dilatao do mercrio contido num bulbo, ao qual seadapta uma haste de pequeno dimetro.

A utilizao de termmetro para avaliao de um sistema fundamenta-se no fato de que, apsalgum tempo em contato um com o outro, o sistema e o termmetro adquirem a mesma temperatura,isto , equilbrio trmico.

Escalas termomtricasO conjunto dos valores numricos que pode assumir a temperatura (t) constitui uma escala

termomtrica, que estabelecida ao se graduar um termmetro.

Para a graduao de um termmetro comum de mercrio, procede-se da seguinte maneira:

1o) Escolhem-se dois sistemas, cujas temperaturas sejam invariveis no decorrer do tempo e quepossam ser reproduzidos facilmente, quando necessrio.

Estes sistemas so denominados pontos fixos, sendo usualmente escolhidos.

Primeiro ponto fixo: ponto de fuso do gelo sob presso normal (tg).

Segundo ponto fixo: ponto de ebulio da gua sob presso normal (tv).

2o) O termmetro colocado em presena dos sistemas que definem os pontos fixos. A cada umvai corresponder uma altura lquida.


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A cada leitura atribui-se o valor numrico arbitrrio de temperatura, geralmente fazendo o menorcorresponder ao ponto do gelo (tG), e o outro, ao ponto de vapor (tV).

3o) o intervalo delimitado entre as marcas feitas (correspondentes s temperaturas tg e tv) dividido em partes iguais. Cada uma das partes em que fica dividido a unidade de escala ou Grau daEscala.

As escalas mais utilizadas atualmente so as seguintes:

- Escala Celsius ou Centrgrada;

- Escala Fahrenheit.

Existe, ainda, a Escala Absoluta ou Kelvin.

Escala Celsius ou centrgrada

A escala Celsius adota os valores:

0 (zero) ponto de gelo

100 (cem) ponto de vapor

A distncia na escala entre esses dois pontos divide-seem 100 unidades iguais chamadas GRAUS, de maneiraque a distncia entre os pontos de congelao e ebulioda gua, em escala Celsius, de 100 C.

gelo em fuso gua em ebulio

tG

tV

Fig.1 -Fig.1 -Fig.1 -Fig.1 -Fig.1 - Graduao de um termmetro

um grauCelsius (oC)

71

72

100 oC (tV)

100partesiguais

0 oC (tG)

Fig. 2 -Fig. 2 -Fig. 2 -Fig. 2 -Fig. 2 - Escala Celsius


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tF

Escala Fahrenheit

Converso de temperatura

As leituras de temperatura em uma escala Celsius podem se converter em Fahrenheit ou vice-versa.Para obtermos a relao entre as leituras, devemos estabelecer uma relao entre os segmentos x e y

que so determinados na haste do termmetro.

um grauFahrenheit

(oF)

72

71

212 oF (tV)

180partesiguais

32 oF (tG)

A escala Fahrenheit, normalmente utilizada nos pasesde lngua inglesa, adota os valores:

32 (trinta e dois) ponto de gelo

212 (duzentos e doze) ponto de vapor

O intervalo entre esses dois pontos dividido em 180partes, cada uma das quais o Grau Fahrenheit, cujosmbolo 100 F.

Ao criar sua escala , Fahrenheit teria adotado 0 (zero)

para mistura de cloreto de amnia e neve, e 100 (cem)para a temperatura do corpo humano.

Fig. 3 -Fig. 3 -Fig. 3 -Fig. 3 -Fig. 3 - Escala Fahrenheit

ponto do vapor

sistema

ponto do gelo

X

Y

tC

100 0C 212 0F

0 0C 32 0F

Fig. 4 -Fig. 4 -Fig. 4 -Fig. 4 -Fig. 4 - Converso entre as leituras nas escalas Celsius e Fahrenheit


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Sendo tC

a leitura Celsius e tF

a leitura Fahrenheit para dada temperatura de um sistema, a relaoentre os segmentos x e y assim representada:

x tc- 32 t

F- 32

tc

tF

- 32

Desta relao obtemos:

tc

5 (tf- 32)

tF

= 1,8 tc

+ 32

Escala absoluta ou Kelvin

A temperatura mais baixa que pode existir um estado trmico em que cessa a agitaotrmica, isto , em que as molculas esto em repouso. A esse limite inferior de temperatura d-se o nome de zero absoluto que corresponde temperatura de - 273, 165 C. Na prtica,utiliza-se o valor - 273 C.

Baseado neste estado trmico, Lord Kelvin estabeleceu a escala absoluta, que tem origem (zero)no Zero Absoluto e adota como unidade o Kelvin (K), cuja extenso igual do Grau Celsius (C).

Ponto de Gelo: 0 C correspondente a 273 K

Ponto de Vapor: 100 C correspondente a 373 K

Uma variao de 1 C igual variao de temperatura de 1 K. Assim,

tK

= tc+ 273

= =

9

100 180=

y 100 - 0 212 - 32

=


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SENAI-RJ 3737373737

onde:

tK = temperatura absoluta em graus Kelvin;

tc = temperatura em graus Celsius.

Exemplo

Um termmetro, num tanque de compressor de ar, indica que a temperatura do ar, ali, de 55 C.Determinar a temperatura absoluta em graus Kelvin.

Soluo:

tK

= tc

+ 273

tK

= 55 + 273

tK = 328 K

Calorimetria

Considere dois corpos A e B em diferentes temperaturas tA e tB , tais que tA > tB . Colocando-osem presena um do outro, verifica-se que a energia trmica transferida de A para B. Essa energiatrmica em trnsito denominada calor.

Calor a energia em trnsito entre corpos de diferentes temperaturas.

A passagem de calor cessa ao ser atingido o equilbrio trmico, isto , quando as temperaturas seigualam.

calor

TA

> TB

TA

= TB

Fig. 5 -Fig. 5 -Fig. 5 -Fig. 5 -Fig. 5 - Equilbrio trmico


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3838383838 SENAI-RJ

O corpo A cede calor para o corpo B, at as temperaturas se igualarem.

Unidade de calor

A quantidade de calor Q trocada pelos corpos A e B (figura anterior) tem por unidade a unidadede energia, j que o calor uma forma de energia, no sendo possvel medi-lo diretamente. O calor spode ser medido atravs de seus efeitos sobre um material; por exemplo, a mudana de temperatura,estado, tamanho, etc.

A unidade de quantidade de calor o Joule (Sistema Internacional); porm, a unidade maiscomumente utilizada em refrigerao a quilocaloria, que se abrevia kcal. No sistema ingls utiliza-se British Thermal Unit, cuja abreviatura btu.

Quilocaloria (Kcal)

a unidade de quantidade de calor utilizada no sistema mtrico. a quantidade de calor necessriapara produzir a elevao de 1 C em 1 quilograma de gua, presso atmosfrica normal.

British Thermal Unit (BTU)

a unidade de quantidade de calor utilizada nos pases de lngua inglesa; btu a quantidade de

calor necessria para produzir a elevao de 1 F em libra de gua, presso atmosfrica normal.

Relao entre unidades: 1 btu = 0, 252 kcal

Efeitos do calorA adio ou remoo de calor pode produzir uma mudana de estado fsico da matria, assim como

mudana de temperatura.

Ao se expor uma barra de ferro chama de um maarico, observa-se que o calor fornecido pelachama provoca uma variao de temperatura no ferro.

Colocando um cubo de gelo numa chama, nota-se que o calor cedido pela chama provoca umamudana de estado (fuso) no gelo. Se o efeito no corpo for apenas variao de temperatura, o calor chamado sensvel. Se o efeito no corpo for apenas mudana de estado, o calor chamado latente.


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Equao fundamental da calorimetria - calor especfico

A quantidade de calor (Q) cedida ou recebida por um corpo depende de sua massa (m), da variao

de temperatura ( t = temperatura final - temperatura inicial) e da natureza do material que constituio corpo.

Assim, temos a equao fundamental da calorimetria:

Q = m . c . t

onde:

c o calor especfico que caracterstico do material que constitui o corpo.

Q kcal

O calor especfico de um material a quantidade de calor requerida para elevar a temperaturade 1 kg do material 1 C.

Por exemplo: o calor especfico do alumnio 0,226 kcal /kg C, enquanto que o do lato 0,089kcal/kgC. Isto significa que se requerem 0,226 kcal para elevar a temperatura de 1kg de alumnio 1C,enquanto sero necessrias somente 0,089 kcal para elevar a temperatura de 1 kg de lato 1C.

O calor especfico de um material no estado slido aproximadamente a metade do valor domesmo material em estado lquido. Por exemplo: o calor especfico do gelo 0,5 kcalC, enquanto queo da gua 1 (A gua uma das substncias de maior calor especfico na natureza).

Calor Especfico de algumas substncias:

Alumnio 0,226 kcal/kgCCobre 0,095 kcal/kgC

Ferro 0,110 kcal/kgC

Lato 0,089 kcal/kgC

Ouro 0,032 kcal/kgC

Prata 0,056 kcal/kgC

m . Dt kg C=Unidadec =


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Para cada substncia, o calor especfico depende do seu estado de agregao. Para gua, nos trsestados, temos:

Slido (gelo) 0,5 kcal/kgCgua lquida 1 kcal/kgC

Vapor dgua 0,48 kcal/kgC

Calor latente

H fenmenos em que ocorrem trocas de calor e a temperatura permanece constante. o queacontece, por exemplo, durante as mudanas de fase.

Calor latente de uma mudana de fase a quantidade de calor que a substncia recebe (ou cede)por unidade de massa, durante a transformao, matendo-se constante a temperatura.

Imaginemos um recipiente contendo gelo inicialmente a 0C (A). Se colocarmos esse recipiente empresena de uma fonte de calor, notaremos que o gelo se transforma em gua lquida, mas a temperaturadurante a fuso permanece constante (B).

Enquato o gelo derrete, a temperatura se mantm a 0 C, sob presso normal.

Quando o gelo derrete, verifica-se que deve receber 80 quilocalorias por quilograma, mantendo-sea temperatura constante em 0 C (C). Essa quantidade denominada calor latente de fuso do gelo.

Calor latente de fuso do gelo (0 C) = 80 kcal/kgC.

Calor latente de vaporizao da gua (100 C) = 539 kcal/kgC.

(A) (B) (C)

00C 00C 00C



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A equao para clculo da quantidade de calor latente dada por

QL = mL

onde:

QL = quantidade de calor latente

M = massa (kg)

L = calor latente (kcal/kg)

Processos de transmisso de calor

Os principais tipos de transmisso de calor so:

Conduo;

Conveco;

Irradiao.

Conduo trmica

Segure a extremidade de uma barra de ferro e leve a outra extremidade a uma chama. Aps umintervalo de tempo relativamente curto, a extremidade que voc segura estar quente.

O processo pelo qual o calor se propagou para a mo denominado conduo trmica.

O ferro bom condutor. O calor se propaga rapidamente da extremidade B para A.

A

B



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No exemplo dado, parte da energia calorfica da extremidade quente fluir. Por conduo de molculaa molcula, atravs da barra, para a outra extremidade.

Espontaneamente, o calor sempre se propaga de um corpo com maior temperatura para umcorpo de menor temperatura.

Se a experincia descrita fosse realizada com uma barra de vidro, s aps muito tempo a extremidadeA estaria aquecida, pois o vidro um mau condutor ou isolante trmico.

O isolamento trmico uma importante aplicao relacionada com a conduo. Assim, utilizam-semateriais isolantes trmicos para manter um corpo numa temperatura mais alta ou mais baixa que oambiente. A capacidade relativa de conduo de calor em um material conhecida como condutividadetrmica. Os materiais que so bons condutores de calor tm uma alta condutividade trmica e osmaus condutores de calor tm baixa condutividade e so empregados como isolantes trmicos.

Em geral, os slidos conduzem calor melhor que os lquidos, e os lquidos melhor que os gases. Istose explica pela diferena de estrutura molecular. As molculas de um gs se encontram muito separadas,e a transferncia de calor por conduo, de molcula a molcula, torna-se difcil.

Conveco trmica

A transferncia de calor por conveco ocorre quando h movimento de calor de um lugar paraoutro, por meio de correntes que se estabelecem dentro de um meio fluido. Estas correntes soconhecidas como correntes de conveco, e a movimentao das diferentes partes do fluido ocorrepela diferena de densidade que surge em virtude do aquecimento ou resfriamento do mesmo.

Ao se aquecer um recipiente contendo gua, a sua temperatura aumenta e se dilata; isto , aumentao seu volume por unidade de peso. Assim, as pores mais quentes das regies inferiores, tendo suadensidade diminuda, sobem, e as pores mais frias da regio superior, tendo maior densidade, descem.

As pores mais frias da gua descem para substituir as mais rpidas, que se elevam.

chama o calor conduzido da chama guaatravs do fundo do recipiente

Fig. 8 -Fig. 8 -Fig. 8 -Fig. 8 -Fig. 8 - Correntes de conveco num lquido em aquecimento


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As pores quentes da gua se tornam mais rpidas subindo superfcie, distribundo-se, assim,o calor em toda a massa.

Algumas aplicaes e conseqncias da conveco trmica

a. Aquecimento de ambiente

O aquecimento de ambiente em edifcios pode ser efetuado atravs de trocas de calor entre o ar ea gua quente ou vapor circulando por dentro dos tubos de trocadores de calor, tambm conhecidoscomo convectores.

b. Radiador de automveisA gua quente aquecida pelo motor, sendo menos densa, sobe; a gua mais fria da parte superior

desce. Em alguns automveis, a conveco forada por uma bomba dgua.

c. Resfriamento

Quando um ambiente resfriado, esse resfriamento feito pela parte superior porque o fluido friotende a descer. Por isso, o congelador de uma geladeira colocado na parte superior. Pela mesmarazo, ao se fazer o resfriamento de um barril de chope, o gelo colocado sobre ele.

ar quenteascendente

ar frio de

retorno

serpentinas de vapor

Fig. 9 -Fig. 9 -Fig. 9 -Fig. 9 -Fig. 9 - Ambiente aquecido por conveco natural


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Irradiao trmica

O calor do Sol chega Terra, sendo que a maior parte do percurso se faz no espao vazio ou vcuo,

onde no h meio material para permitir a conduo ou conveco. Desta forma, irradiao apropagao de calor de um corpo quente a um corpo frio, por um processo que ocorre em um meiointermedirio que no se aquece.

A irradiao trmica efetua-se atravs de ondas eletromagnticas denominadas ondas calorficasou de calor radiante, onde predominam os raios infra-vermelhos.

Se colocarmos a mo sob uma lmpada acesa, sem toc-la, teremos sensao de calor. Como o ar mau condutor trmico, praticamente no ocorre conduo. Tambm no h conveco, porque o arquente sobe. Ento, o calor que recebemos s pode nos ter atingido, admitindo-se que ondas sepropagaram da lmpada at nossa mo.

Poderamos classificar as fontes de calor como calor luminoso e calor obscuro.

O calor luminoso que vem acompanhado de luz (sol e lmpadas incandescentes).

O calor obscuro no vem acompanhado de luz (forno, ferro de passar e resistncias).

A quantidade de energia radiante que passa por um material depende do seu grau de transparncia.

Um material altamente transparente, por exemplo o cristal, permite que a maior parte da energiaradiante passe; enquanto que os materiais opacos, como a madeira e o metal, no podem ser penetradospor ondas de energia radiante.

A incidncia do calor radiante sobre a superfcie de um corpo pode ser parcialmente absorvida,refletida e transmitida, dependendo da natureza da superfcie do material, isto , da textura e da cor.Os materiais com superfcies de cores claras ou polidas, por exemplo espelhos, refletem praticamentetoda energia que neles incide, enquanto que os materiais com superfcies rugosas, opacas ou escurasabsorvem maior quantidade de energia radiante.

Definindo:

corpo negro o um corpo ideal com ndice de absorvidade igual a 1 (100%) e refletividade nula;

espelho ideal aquele que reflete totalmente a energia radiante que nele incide, tendo absorvidadenula e refletividade igual a 1 (100%).

No vero, usam-se de preferncia roupas brancas ou claras, a fim de refletir o calor radiante.

Em determinadas condies de presso e temperaturas, uma substncia pode passar de uma fasepara outra, ocorrendo, ento, uma mudana de fase ou mudana do estado de agregao. As mudanasde fases possveis a partir das fases bsicas (slida, lquida e gasosa) so fuso, solidificao,vaporizao e condensao.


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Diagrama de fases

A fase em que uma substncia se encontra depende de suas condies de presso e temperatura,

podendo estar tambm num estado que corresponda ao equilbrio entre as duas fases ou mesmo entreas trs fases.

Representando-se diferentes estados da substncia no grfico Presso x Temperatura, obtemos odenominado Diagrama de Fases da substncia.

elevao de temperatura

abaixamento de temperatura

sublimao

sublimao(cristalizao)

fuso sublimao

solidificao condensao

slido lquido gasoso

T - ponto triplo ou trplice

1 - curva de fuso

2 - curva de vaporizao

3 - curva de sublimao

1 2

T

760mmHg

4,58mmHg

00C 0,010C 1000C

3

lquido

vapor

slido

GUA

p

t(oC)

t (oC)


Fig.11Fig.11Fig.11Fig.11Fig.11

lquido


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O estado representado pelo ponto comum s trs curvas denominado ponto triplo ou trplice.Assim, sob presso de 4,58 mmHg e temperatura de 0,01 C, podemos obter para a gua um sistemaconstitudo por gelo, gua em estado lquido e vapor dgua em equilbrio.

O diagrama de fases constitudo de trs curvas figurativas dos estados de equilbrio da substncia:

equilbrio slido lquido = Curva de Fuso

equilbrio lquido vapor = Curva de Vaporizao

equilbrio slido vapor = Curva de Sublimao

Equilbrio slido-lquido

Fuso e solidificao

Se aquecermos um slido cristalino sob presso constante, superior ao ponto triplo, ele sofre fusoa uma temperatura tF, a qual permanece constante durante o processo.

Fig. 12 -Fig. 12 -Fig. 12 -Fig. 12 -Fig. 12 - Gelo, gua em estado lquido e vapor dgua em equilbrio

gelo

vapor

gua emestado lquido

termmetro P = 4,58 mmHgmanmetro

Fig. 13 -Fig. 13 -Fig. 13 -Fig. 13 -Fig. 13 - Aquecimento de um corpo inicialmente slido

t (oC)

tF

0

Q (kcal)

fuso lquido

slido


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O calor absorvido por unidade de massa, enquanto o corpo funde, constitui o calor latente defuso.

Quando um lquido resfriado sob presso constante, ele sofre solidificao mesma temperaturana qual o slido se funde.

O calor perdido por unidade de massa, enquanto o lquido se solidifica, o calor latente desolidificao.

Equilbrio lquido vapor

Ebulio e Condensao

Se aquecermos uma substncia pura na fase lquida, sob presso constante, ela ferve, isto , sofreebulio numa temperatura TV, que permanece constante durante o processo.

O calor que o lquido absorve por unidade de massa, enquanto ferve, constitui o calor latente devaporizao. Se resfriarmos o vapor de uma substncia pura, sob presso constante, o mesmo setransforma em lquido, isto , sofre condensao ou liquefao na mesma temperatura em que olquido ferve.

Fig. 14 -Fig. 14 -Fig. 14 -Fig. 14 -Fig. 14 - Resfriamento de um corpo inicialmente lquido

t (oC)

ts

0

Q (kcal)

solidificao

lquido

slido

t (oC)

tV

0

Q (kcal)

vaporizao

lquido

vapor

Fig. 15 -Fig. 15 -Fig. 15 -Fig. 15 -Fig. 15 - Aquecimento de um corpo inicialmente lquido


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.

O calor perdido por unidade de massa durante a mudana de fase o calor latente de condensao.

Tabela 1 - Relao entre temperatura de ebulio x presso

t (oC)

tC

0

Q (kcal)

vaporizao

lquido

vapor

Fig. 16 -Fig. 16 -Fig. 16 -Fig. 16 -Fig. 16 - Resfriamento de um corpo inicialmente na fase de vapor


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A temperatura de ebulio de um lquido depende da presso exercida sobre o mesmo.

Temperatura (o

C) Polegadas de mercrio Libra./pol2

Mcrons*

100 29,92 14,696 756.968

96 25,00 12,279 635.000

90 20,69 10,162 525.526

80 13,98 6,866 355.092

70 9,20 4,519 233.680

60 5,88 2,888 149,352

50 3,64 1,788 92.456

40 2,17 1,066 55.118

30 1,25 0,614 35.560

26,7 1,00 0,491 25.400

24,4 0,90 0,442 22.860

22,2 0,80 0,393 20.320

20,6 0,70 0,344 17.780

17,8 0,60 0,295 15.240

15,0 0,50 0,246 12.700

11,7 0,40 0,196 10.160

7,2 0,30 0,147 7.620

0 0,18 0,088 4.572

- 6,1 0,10 0,049 2.540

-14,4 0,05 0,0245 1.270

- 31 0,01 0,0049 254

-37 0,005 0,00245 127

-51 0,001 0,00049 25,4-57 0,0005 0,00024 12,7

-68 0,0001 0,00049 2,54

* Mcrons

l = 2,54 cm = 25,4 mm = 2.540 mcrons

0,1 = 0,254 cm = 2,54 mm = 2.540 mcrons

0,39 = 0,1 cm = 1 mm = 1.000 mcrons


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Para qualquer substncia, se a presso externa aumentar, o lquido ferver numa temperatura maiselevada. A gua, em particular, ferve a 100 C ao nvel do mar, onde a presso atmosfrica normal(1 atm).

Em maiores altitudes, a ebulio da gua ocorre em temperaturas mais baixas, porque a presso

atmosfrica menor.

A temperatura de ebulio de uma substncia depende da altitude.

Fig. 17 -Fig. 17 -Fig. 17 -Fig. 17 -Fig. 17 - Curva de vaporizao da gua

p (mmHg)

t (oC)

165.300

11.630

760

4,58

0 0,01 100 200 374

LA PAZ

QUITO

BRASLIA

SO PAULO

RECIFE

Mar

870C900C

960C

980C

1000C



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Equilbrio slido vapor

Sublimao

Se um slido cristalino for aquecido sob presso constante, inferior presso do ponto triplo, elesofre sublimao, numa temperatura tS, que permanece constante durante o processo.

Ex : lodo e gelo seco

Se, sob a mesma presso, o vapor da substncia for resfriado, ele se transforma em slido, sofrendosublimao ou cristalizao mesma temperatura em que ocorreu o processo anterior.

O vapor, ao ser resfriado, se cristaliza temperatura tS.

Ao se aquecer iodo cristalino em um recipiente, verificamos que o mesmo passa diretamente paraa fase de vapor temperatura de 185,3 C. Se, acima do recipiente de onde saem os vapores de iodo,colocarmos uma superfcie fria, notaremos a formao de cristais de iodo sobre a mesma, pois osvapores cristalizam-se ao entrarem em contato com a superfcie.

Fig. 19 -Fig. 19 -Fig. 19 -Fig. 19 -Fig. 19 - Aquecimento de um corpo inicialmente slido

t (oC)

tS

0

Q (kcal)

sublimao

slido

t (oC)

tS

0

Q (kcal)

sublimao

slido

vapor

vapor



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Conceitos sobre substncias puras e mudanas de fase

Temperatura de saturao

Ao se elevar a temperatura de um lquido, parte dele se transforma em vapor. A temperatura dolquido nessa condio denominada temperatura de saturao.

Vapor saturado

o vapor produzido por um lquido em vaporizao, desde que se encontre nas mesmascondies de presso e temperatura do lquido saturado do qual provem.

Pode-se definir, tambm, vapor saturado como vapor temperatura, de maneira quequalquer resfriamento faa com que o mesmo se condense e tome a estrutura molecular do

estado lquido.

Fig. 21 -Fig. 21 -Fig. 21 -Fig. 21 -Fig. 21 - Sublimao e cristalizao do iodo

superfcie fria

185,3 0C


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Vapor superaquecido

Vapor superaquecido um vapor que se encontra a qualquer temperatura acima da saturao.Se, aps a vaporizao, se aquece o vapor, de maneira que sua temperatura seja acima da temperaturado lquido em vaporizao, diz-se que o vapor est superaquecido.

FigFigFigFigFig. 22 -. 22 -. 22 -. 22 -. 22 - Vapor saturado

sada de gua docondensador

o vapor entrega calor guafria, no condensador,condensando-se em gua

vapor condensado queabandona o condensador

a 1000C

vapor saturado a 1000C entrada de gua fria

recebe calor

FigFigFigFigFig. 23 -. 23 -. 23 -. 23 -. 23 - Vapor superaquecido

Recebe calor

vapor saturado

recebe calor vapor

vapor superaquecido nosuperaquecedor

1000C

gua 1000C gua 1000C


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Lquido sub-resfriado

Se, aps a condensao, o lquido resfriado, de maneira que sua temperatura se reduza abaixo datemperatura de saturao, diz-se que o lquido se sub-resfria. Assim, um lquido, a qualquer temperaturainferior da saturao e acima do ponto de fuso, um lquido sub-resfriado.

Compartimento anmalo da gua

Aquecendo certa massa de gua de 0 C at 100C, nota-se que de 0C a 4C o volume diminui e apartir de 4 C o volume aumenta.

Trata-se de um comportamento excepcional da gua, contrando-se quando aquecida de 0C a4C.

Fig. 24 -Fig. 24 -Fig. 24 -Fig. 24 -Fig. 24 - A 4 C a massa da gua se contrai.

A densidade de uma substncia varia inversamente com o volume. Portanto:

de 0C a 4C volume diminui/densidade aumenta;

acima de 4C volume aumenta/densidade diminui.

Sendo o volume da gua mnimo a 4 C, nesta temperatura a gua apresenta densidade mxima,

que corresponde a 0,99997 kg/l e ocorre rigosamente a uma temperatura de 3,98 C.

00C 40C >40C0 4

V (cm3)

t (0C)


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Tabela 2 - Equivalncias

Para converter de para: multiplique por:

kcal kg 4,186

kcal btu 4

kcal kgm 427

kcal/kg btu/lb 1,8

kwh btu 3,413

kwh kcal 860

kw HP 1,341

cv HP 0,9863

cv kw 0,7355

kgm btu 9,294 x 10-3

kgm J 9,807

TR btu/h 12.000

TR kcal/h 3.024

vapor superaquecido

1,0000

0,9999

0,9998

0,9997

0,9996

0 2 4 6 8 10

t (0C)

d (g/cm3)

Fig. 25 -Fig. 25 -Fig. 25 -Fig. 25 -Fig. 25 - Grfico e variaes da densidade da gua


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TR - Tonelada de refrigerao

a unidade de quantidade de calor mais comumente utilizada em ar condicionado. um termointroduzido pelos americanos: tonelada de refrigerao a quantidade de calor necessria parafundir 2.000 libras de gelo em 24 horas.

Demonstrao:

Sabe-se que a quantidade de calor necessria para fundir o gelo dada pela frmula:

Q = mL

onde:

Q = quantidade de calor (btu)

m = massa do gelo (2.000 lb)

L = calor latente de fuso do gelo (144 btu/lb)

144 btu

Q 288.000 btu 12.000 btu

1 kcal = 3.9685 btu

Portanto:

1 TR = 12.000 btu/h = 3.024 kcal/h

Alguns autores definem TR como sendo a quantidade de calor necessria para fundir uma toneladade gelo em 24 horas.

No Sistema Mtrico, sabemos que uma tonelada igual a 1.000 kg e o calor latente de fuso dogelo igual a 80 kcal/kg.

24 h 24 h hTR = = =

Q = 2.000lb x = 288.000 btulb


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SENAI-RJ 5757575757

Teremos, portanto:

Q = 1.000 kg x 80kcal = 80.000 kcal

TR = 80.000 = 3.024

A diferena constatada explica-se pelo fato de que o valor correto equivalente a 2.000 libras de907,18 kg.

Se utilizarmos este valor, teremos:

Q = 907.18 kg x 80 = 72.574,4 kcal

TR = = 3.024 kcal/h

1 TR = 3.024 kcal/h 3.000 kcal/h

kcal

kg

72.574,4

24h

kcal

Kg

kcal

h


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Preparao de

tubos para uso

em refrigerao

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Mecnico de Refrigerao Domiciliar II Preparao de Tubos para Refrigerao

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Na prtica da refrigerao, em vrios momentos, surge a necessidade de se unir componentes(compressor, evaporador, filtros, etc.). Essa interligao feita atravs de tubos. As conexes poderoser efetuadas por processo de flangeamento e/ou soldagem.

Normalmente, os tubos usados em refrigerao so de cobre, que utilizado na proteo de outrosmetais oxidveis, por meio de eletrlise. Esse processo reveste esses metais de uma camada protetorade cobre, por meio de corrente eltrica, num banho de cido. Para uso industrial, o cobre se apresentasob as formas de vergalhes, chapas, fios e tubos.

Os vergalhes e chapas so obtidos por laminao; os fios e os tubos, por trefilao. Esses processosde modificao de formas so aplicados ao cobre, ao ao e a outros materiais metlicos, em instalaes

caras e de grande produo.Os vergalhes so indicados ou especificados comercialmente pelas medidas lineares da seo ou

do perfil. Os fios e chapas o so por nmeros padres (FIEIRAS - conforme figura). s fieirascorrespondem tabelas contendo os dimetros (em milmetros ou polegadas) dos nmeros dos fios e asespessuras dos nmeros das chapas, tambm em milmetro ou polegadas. Finalmente, os tubos soespecificados pelos dimetros e espessuras das paredes.

chapa



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O cobre, depois do ao e do ferro fundido, o material metlico de maior uso na indstria,apresentando as seguintes caractersticas:

1. cor avermelhada;2. massa especfica: 8,9 g/cm3 , temperatura em que se funde: 1083oC;

3. malevel, isto , de fcil deformao, deixando-se laminar bem;

4. dctil; facilmente se esteada em fios;

5. pouco duro;

6. pouco tenaz, isto , resiste mal aos esforos de deformao lenta (toro, flexo, trao ecompresso);

7. bom condutor de eletricidade. depois da prata, o melhor condutor de corrente eltrica;

8. bom condutor de calor;

9. quando exposto ao ar mido, oxida-se, cobrindo-se de uma camada esverdeada (azinhavre).Resiste, entretanto, muito bem corroso, quer pela gua, quer por cidos diludos, tais como o cidosulfrico e o cido clordrico;

10. no se presta, quando isolado, a trabalhos de fundio. Suas ligas, entretanto, moldam-se muito bem;

11. quando sofre deformaes freqentes (martelagem, por exemplo), torna-se duro e quebradio.Para que o cobre, em tal caso, recupere a maleabilidade, deve ser aquecido (recozido) e, em seguida,mergulhado em gua fria.

Vantagens do uso do cobre Por ser malevel e bom condutor de calor, presta-se bem construo de caldeiras, tachos e, em

geral, tanques e tubulaes de vapor e de gua quente.

Por ser dctil, malevel e bom condutor de eletricidade, tem variado emprego na fabricao de

fios, chapas, contatos, barras, parafusos e peas diversas para usos da eletricidade, na telegrafia e natelefonia.

Por sua resistncia corroso , em algumas regies, usado em calhas, condutores e at nacobertura de certas partes de prdios.

Flangeamento de tubosDados os cuidados com os tubos de refrigerao, a sua preparao requer o uso de ferramentas

especiais que propiciem um perfeito acabamento com total vedao.


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Cortador de tubos

a ferramenta que permite ao mecnico de refrigerao cortar tubos de cobre para a realizaodas operaes de substituio dos componentes ou emenda de tubos.

O cortador de tubos de cobre constitudo em duralumnio e ao, o que possibilita sua formacompacta, facilitando o seu manuseio.

Alguns cortadores j dispem de escareador.

Outros, para tubos mais largos, dispem de duas roldanas e lmina de corte de maior dimetro.





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Em qualquer circunstncia, necessrio escarear o tubo pois, durante o corte, formada rebarbaem sua extremidade interna, o que dificulta a introduo do alargador.

Alargador uma ferramenta usada em mecnica de refrigerao, que permite a montagem de dois tubos

com o mesmo dimetro. Uma das extremidades de um tubo alargada pela ferramenta, at atingir odimetro externo de outro tubo.

Tipos

Existem trs tipos de alargadores de tubo:

de impacto;

de expanso;

de repuxo.

Alargador de impacto

o tipo mais comum e seu uso requer que o tubo seja fixado no estampo.



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Alargador de expanso

o mais prtico e o mais perfeito. Seu funcionamento consiste no encaixe do mandril ao tubo a serexpandido e no acionamento da alavanca.

Alargador de repuxo

S usado em casos especiais, pois depende de uma mquina de furar, de coluna.





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Flangeador

Flangeador uma ferramenta que permite ao mecnico dar forma ao tubo para que, ao ser aplicado,possa ser feita uma vedao completa na colocao de unies da tubulao, em vlvulas, registros,etc.

O flangeador composto de base (estampo) e um grampo contendo um parafuso rosqueado comseu corpo. Na extremidade do parafuso encontra-se uma ponta cnica giratria. Esta, ao ser encaixada,permite o giro do parafuso, sem que haja atrito no tubo a ser flangeado.

O bom flangeamento depende das condies do tubo e do flangeador, sendo necessrio que os doisestejam em bom estado.

Procedimentos para alargar e flangear tubos de cobre

Alargar o tubo aumentar o seu dimetro, para permitir que as emendas de tubos sejam feitas com

segurana tanto pelo processo de solda como pelo de conexes.

parafuso

grampo

ponta cnica

base estampo




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Roteiro PREPARAO PARA FLANGEAR TUBO

CASO I

1. Corte o tubo e escareie, usando um cortador de tubo.

a. Monte o cortador no tubo.

b. Aperte ligeiramente a lmina ao tubo e gire o cortador, repetindo a operao at que o tubo fiquecortado.

c. Escareie o tubo com ferramenta prpria e gire o escareador apontado, depois, no tubo.

2. Flangeie o tubo.

a. Selecione o furo de acordo com o seu dimetro e prenda-o ao suporte do flangeador.




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Observao

A altura que fica fora do suporte proporcional ao flange e ao dimetro do tubo.

b. Monte o expansor no suporte e aperte, at que o flange fique preso entre o expansador e o suporte.

Observao

Existem outros tipos de flangeadores de tubos, porm o mais usado em refrigerao o

modelo mostrado.




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Roteiro PREPARAO PARA ALARGAR TUBOS

1. Corte o tubo e escareie, usando um cortador de tubo, conforme procedimentos natarefa anterior. Em seguida, alargue a extremidade do tubo.

a. Selecione o furo do suporte e prenda o tubo.

b. Introduza o alargador no tubo.

c. Bata com o martelo sobre o alargador.

d. Gire o alargador entre cada martelada.




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CASO II

Roteiro CORTE DE TUBOS CAPILARES

1. Faa uma marca em volta do tubo usando lima-faca-mura, e seccione-o, flexionando-ocom movimentos alternativos.

Fig. 17Fig. 17Fig. 17Fig. 17Fig. 17 Fig. 18Fig. 18Fig. 18Fig. 18Fig. 18


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Procedimentos parasoldagem

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Mecnico de Refrigerao Domiciliar II Procedimentos para Soldagem

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GasesSo elementos qumicos utilizados para produzir a combusto nos processos de soldagem e de cortes.

Os gases responsveis pela combusto so:

oxignio;

acetileno.

O processo de solda utilizado para soldagem de tubos por oxiacetileno.

Partes do equipamento de soldagemoxiacetilnica

Cilindro

um recipiente especial para armazenar gases. Para a soldagem oxiacetilnica, sero utilizadosdois cilindros: um para armazenar o oxignio; outro, para armazenar o acetileno.



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Tipos de cilindros para os referidos gases: seus tamanhose capacidades.

Cilindro para Acetileno

O cilindro para acetileno um recipiente de ao, sem costuras e o seu interior est cheio de umamassa porosa, embebida em acetona.

A massa porosa, existente no interior, embebida em acetona, tem a finalidade de dissolver grandespropores de acetileno, evitando que a presso no interior do cilindro se torne excessiva.

Lembre-se de que o acetileno queima e, como qualquer outro gs combustvel, forma com o ar umamistura explosiva. Por isto, devem ser tomados os seguintes cuidados:

1. No transporte o cilindro deitado.

2. Guarde-o e useo-o com a vlvula de segurana para cima.

3. Guarde o cilindro em local:

protegido;

ventilado;

seco;

afastado de material combustvel;

afastado da fonte de calor.

O cilindro dever ser manuseado com cuidado, evitando-se quedas e batidas, para que no ocorramexploses.

1. tampa da vlvula

2. vlvula de segurana

3. sada de rosca esquerda

4. parede grossa

5. massa porosa com acetona

1

2

3

45



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Observao

Lembre-se de que o oxignio ajuda a queima dos gases combustveis.

Por isto, devem ser tomados os seguintes cuidados com o cilindro de oxignio.

1. Guarde o cilindro em local afastado de:

leos;

graxas;

quaisquer substncias combustveis.

2. Conserve o cilindro longe de qualquer contato eltrico




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Cilindro para oxignio

Cilindro para oxignio um recipiente alongado, de ao bastante resistente (forjado) e sem costura.

Maarico um aparelho que permite obter a chama atravs de uma temperatura muito elevada, pela combusto

de um gs combustvel com o oxignio.

Existem dois tipos de maaricos:

de solda;

de corte (de baixa presso).

Maarico de solda

O maarico de solda um aparelho que faz parte do equipamento.

Maarico de baixa presso

aquele em que utilizado o acetileno, a uma presso ligeiramente superior presso da atmosfera.Ele usado em trabalhos mais leves e em metais, como cobre e chumbo.

1. tampa da vlvula de oxignio

2. volante de ajuste


4. sada da rosca direta

5. parede grossa

1

2

3 4

5



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Neste tipo de maarico, o acetileno no chega at ele com a presso necessria para uma boasoldagem. Ento, o acetileno aspirado pelo oxignio por meio do injetor, que est adaptado na parteinterna do misturador.

Observe, ainda, na figura abaixo, o injetor ampliado.

1. conector da mangueira

do acetileno

2. conector da mangueirado oxignio

3. registro do acetileno

4. registro do oxignio

5. punho

6. porca de fixao

7. misturador

1

2 4 6

75

3

A

1. passagem do oxignio

2. passagem do acetileno

3. injetor

4. gases misturados

4

3

1

2

acetilenooxigniogases

misturados

Partes componentes

A. Corpo





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O oxignio aspira a quantidade necessria de acetileno e ambos os gases, completamente misturados,saem do maarico com suficiente presso, para que a combusto desejada para a soldagem se produza.

Com o maarico de baixa presso tambm se pode efetuar soldagens presso mdia.

B. Bico

O bico a parte do maarico que permite a sada da chama. Apresenta as seguintes caractersticas:

fabricado de cobre.

Possui um orifcio para a sada de chamas.

encontrado em diversos tamanhos.

O bico selecionado pelo seu nmero. Para tal seleo, deve se conhecer, primeiramente, a espessurado material a ser soldado. A espessura do material deve ser medida em milmetros.



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Para selecionar o bico, leva-se em considerao a espessura do material a ser cortado, para aseguinte tabela:

Tabela 3 - Seleo do bico

Harris Oxweld Airco

3,17 2,46 0,14 0,14 00

4,76 9,52 1,75 2,24 0,21 0,24 0,21 0,35 00 0 3 0 1

12,70 22,22 2,10 3,51 0,21 0,35 0,21 0,42 1 4 1 2

25,40 38,10 2,46 3,51 0,2 0,42 0,28 0,56 1 6 2

50,80 3,16 0,35 0,56 2 8 3

76,2 2,81 0,42 0,56 3-4 8 4 5

101,60 152,4 2,81 3,86 0,42 0,56 0,42 0,63 8 5 6

177,80 203,20 3,51 3,86 0,42 0,56 0,42 0,63 10

228,60 304,80 3,86 4,92 0,56 0,70 0,49 0,70 12

330,20 406,40 5,62 6,32 O,70 0,84 0,49 0,70

Observao

Esta tabela est sujeita s especificaes do fabricante. S foram levados em considerao

os modelos comuns de bicos, que possuem tipos equivalentes em outras marcas no apresentadas.

Analisando a tabela apresentada para selecionar o bico para cortar o metal, temos:

1. espessura do material em mm;

2. presso do oxignio em kg por cm2 ;

3. presso do acetileno em kg por cm2;

4. presso do propano em kg por cm2;

5. nmero e marca de bicos.

Espessura dometal em mm

Pressooxignioem kg/cm2

Pressoacetilenoem kg/cm2

Pressopropanoem kg/cm2

Nmero e marca de bicos


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Mangueira

um tubo flexivo, oco, de forma cilndrica, destinada ao transporte de lquidos, de ar e de gases.

A mangueira para o equipamento oxiacetilnico tem a finalidade de transportar os gases para omaarico. H dois tipos: a de oxignio e a de acetileno, identificadas pelas cores que apresentam.

Mangueira para oxignio

As cores que identificam a mangueira para oxignio so o azul, o verde ou o preto. O dimetrointerior pode ter: 4 mm, 6 mm e 9 mm.

Mangueira para acetilenoA cor que identifica a mangueira para acetileno o vermelho. O dimetro interior pode ter 4 mm,

6 mm e 9 mm. Comumente, utilizam-se as mangueiras de 6 mm de dimetro interno.

Peas utilizadas para fixar as mangueiras

Braadeira

uma pea usada para unir e prender as mangueiras. Ela apertada por um parafuso e uma porca,sendo que seu dimetro deve estar de acordo com o das mangueiras.

1. borracha natural ou

sinttica

2. tecido de nylon

1

2

1. braadeira

2. parafuso

3. porca

12

3




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Observe, nas figuras abaixo, o uso da braadeira.

Braadeira usada para unir as mangueiras de oxignio e acetileno, para que elas no se separem.

Braadeira usada para prender as mangueiras no regulador de presso e tambm no maarico,para que elas no se soltem.

Agulhas do maarico

um instrumento de limpeza. Tem a finalidade de desobstruir os orifcios dos bicos a serem usados.

Existem diversas espessuras de agulhas. A desobstruo e a limpeza dos orifcios dos bicos devem serfeitas com a agulha que se adapte aos orifcios.

oxignio

acetileno

braadeira

regulador depresso

braadeiras

mangueiras





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Regulador de presso

O regulador de presso um instrumento que permite:

reduzir a elevada e varivel presso do cilindro a uma presso de trabalho adequada para soldagem;

manter essa presso constante, durante a soldagem.

De acordo com a presso de trabalho do acetileno, temos trs tipos:

Alta presso = quando o acetileno trabalha a uma presso que varia entre 0,3 a 0,5 kg/cm2.

Mdia presso =quando o acetileno trabalha a uma presso que varia entra 0,3 a 0,5 kg/ cm 2.

Baixa presso = quando o acetileno mantido a uma presso comum.

O regulador de presso acoplado em cada cilindro, isto , um regulador de presso ao cilindrode oxignio e outro ao cilindro de acetileno.

Observe os reguladores de presso para o cilindro de acetileno (A) e para o cilindro de oxignio (B).

A B


2. manmetro de baixa presso

3. manmetro de alta presso

4. corpo do regulador de presso

5. borboleta de ajuste

6. niple de acoplamento com o cilindro

7. niple de sada da mangueira

76

5

4

12

3

Fig. 15Fig. 15Fig. 15Fig. 15Fig. 15 Fig. 16Fig. 16Fig. 16Fig. 16Fig. 16



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Roteiro PREPARO DO EQUIPAMENTO OXIACETILNICO

1. Monte os reguladores de presso.

Os cilindros devem ficar em posio vertical e fixos, para evitar a queda dos mesmos.

a. Retire a tampa dos cilindros.

b. Abra e feche ligeiramente as vlvulas para retirar impurezas.

Antes de abrir o cilindro de acetileno, certifque-se de que no existe fogo por perto.

Ao manipular os cilindros, deve-se ter as mos limpas de graxa e leo, pois estes podem provocarcombusto explosiva.




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O regulador de presso possui dois manmetros com as seguintes finalidades:

Manmetro de baixa bresso: registrar a presso necessria de trabalho, que regulada de

acordo com o nmero do bico e com a espessura do material que est sendo soldado.Observao

Deve-se regular este manmetro, consultando a tabela para seleo do bico.

Monmetro de alta presso: registrar o contedo do gs contido no cilindro.

- Para manejar o regulador de presso, gira-se a borboleta de ajuste em dois sentidos: horrio eanti-horrio.

- Girando a borboleta no sentido horrio, a ponteira do manmetro de baixa presso sobe, indicandoque a presso subiu. Determina-se, ento, a presso necessria ao trabalho.

- Girando a borboleta no sentido anti-horrio, a ponteira do manmetro de baixa presso desce,indicando que a presso baixou, no existindo presso para a realizao do trabalho.

Voc encontra, ainda, no regulador de presso, outras partes que o compem. A vlvula de seguranatem como finalidade evitar o excesso de escapamento do gs, diante da possibilidade de um aumentode presso no cilindro.

Roteiro INSTALAO DE REGULADOR

1. Coloque os reguladores de presso nos seus respectivos cilindros, utilizando a chavede boca adequada porca, tendo cuidado para que os manmetros fiquem numa posio tal,que o operador possa ler, com facilidade, a presso.

2. Afrouxe a borboleta de ajuste no sentido anti-horrio, isto , no sentido contrrio aosponteiros do relgio.

3. Coloque as mangueiras nos niples de sada de oxignio e acetileno dos reguladoresde presso, apertando com a chave adequada aos niples.



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4. Coloque as mangueiras nos conectores de acetileno e de oxignio do maarico debaixa presso, apertando com a chave de boca adequada s porcas das mangueiras.

Observaes

A mangueira que conduz o acetileno de cor vermelha e tem sua porca com rosca esquerda.

A mangueira que conduz o oxignio de cor azul, verde ou negra e tem sua porca com

rosca direita.

5. Coloque as braadeiras, ajustando-as nas mangueiras prximas ao niple de sada damangueira dos reguladores de presso e dos conectores do maarico, com a chave de fenda.

6. Monte o maarico de baixa presso.

a. Ajuste o bico manualmente, colocando-o em posio de trabalho.





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7. Regule a presso de trabalho, abrindo as vlvulas do cilindro e aperte os registros doacetileno e do oxignio do maarico.

8. Acenda o maarico.

a. Abra o registro de acetileno do maarico dando de volta.

9. Elimine as presses.

a. Feche as vlvulas dos cilindros.

b. Afrouxe as borboletas de ajuste dos manmetros de presso.

c. Abra os registros do maarico para tirar os gases que esto nas mangueiras e, em seguida,feche-os.

Observao

Deve-se seguir os mesmos passos para preparar equipamento oxiacetileno, com o maarico

de alta presso.

Durante a soldagem pode ocorrer, a qualquer momento, retrocesso de chama

no maarico, com risco de exploso.

Neste caso, proceda do seguinte modo:

1. Feche o registro de oxignio do maarico.

2. Feche o registro de acetileno do maarico.

3. Esfrie o maarico, colocando-o num recipiente com gua.

4. Retire o maarico da gua e abra o registro de oxignio, para retirar a

gua que penetrou no maarico.

No processo da soldagem a ser realizada, faz-se necessrio regular a chama do maarico apropriado.

A temperatura mxima de uma chama oxiacetilnica de aproximadamente 3100C, situando-senas proximidades da extremidade do dardo.

Coloque os culos.


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Temperatura de combusto nas diferentes zonas de chama

Regulagem da chama

Neste processo de soldagem existem trs tipos de chamas:

chama neutra;

chama oxidante;

chama redutora ou carburante.

Chama neutra

Alimentao em volumes iguais de oxignio e acetileno. Esta chama destruidora dos xidosmetlicos que se podem formar no decorrer da soldagem. Deve ser usada exclusivamente em soldasde tubos de cobre com tubos de cobre.

Chama oxidante

Chama com excesso de oxignio, mais quente que a neutra. Conveniente para a soldagem do lato.

dardo penacho

2.9500C

3.0500C

2.8500C

2.7000C

0 5 10 15 (cm)

dardo azul claro brilhantechama azul celeste




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Chama redutora ou carburante

A chama com excesso de acetileno menos quente que a chama neutra. Ela usada principalmentepara a soldagem de alumnio e suas ligas e, ainda, para a soldagem de tubos de cobre com tubos deao.

Pr-aquecimento

Exemplos de temperaturas medidas sobre uma pea, quando se faz variar a distncia da ponta dodardo pea, usando uma chama constante e do tipo carburante.

chama azul celeste

dardo azul clarobrilhante com brilhoconcentrado menorque o da chama neutra

chama azul celestedardo azul clarosem brilho

dardo azul claro brilhante

980 0C 700 0C 540 0C 260 0C

(cm)

5,0

2,51,50,7





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Na soldagem a maarico, o pr-aquecimento da pea, desenvolvendo movimentos circulares,deve exercer-se em toda ou quase toda a superfcie em profundidade. No caso de tubulaes, sempre conveniente usar o seguinte tipo de maarico.

Procedimentos para soldagem Quando o pedao de solda derreter, podemos dizer que o tubo macho est na temperatura certa

para a soldagem.

Em seguida, aquea o tubo fmea at que este fique bem vermelho.

Coloque a ponta da vareta de solda no local a ser soldado, mantendo o maarico em movimento.

No force a vareta contra o ponto a ser soldado; apenas aproxime-a do ponto visado e deixe-aderreter, at que a solda penetre totalmente entre o tubo macho e o fmea.

maarico de soldacom bico duplo

aquecimentouniforme aoredor do tubo

maarico de soldacom bico duplo

vareta de solda





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No incida a chama do maarico sobre a vareta de solda. Basta deixar que a vareta derreta aocontato com o tubo aquecido.

Em seguida, retire a chama e a vareta.

O aspecto externo da solda deve ser igual ao da figura acima.

Se houver suspeita ou identificao de poros na soldagem, aquea novamente o tubo, movimentandoo maarico de forma correta, depositando o mnimo necessrio de solda.

Mtodo correto para soldagem de tubos de cobre comtubos de ao

Para este tipo de soldagem so usadas as seguintes varetas de Solda Prata: 50%, 45%, 40%, 35%e 25%. Todas devem apresentar alta fluidez e trabalhar com a ajuda do fluxo. O fluxo tem funo de:

limpar o local de penetrao de solda;

desoxidar o locar da solda;

facilitar a penetrao da solda;

indicar o momento certo para a aplicao da vareta de solda.

O fluxo deve apresentar-se na forma pastosa ou em p. Para esta soldagem deve ser usada achama do tipo carburante ou redutora, com pequeno excesso de acetileno.

limite de movimentaodo maarico

aparncia externa da soldagem



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Seqncia da soldagem

Antes de aquecer os tubos, deposite o fluxo sobre o local da soldagem.

Aquea com o maarico tanto o tubo macho como o fmea, sem incidir a chama diretamente sobrea poro de fluxo.

Observaes

Aquecer o tubo de ao um pouco mais que o tubo de cobre.

Imediatamente aps ter aquecido os tubos e liquefeito o fluxo, aplique a ponta da vareta

de solda no local da soldagem.

Assim que a vareta de solda comear a derreter, movimente o maarico de forma correta,

at que a solda penetre ente os tubos.

No incida o maarico diretamente na vareta; basta deixar que ela se derreta pela

transmisso do calor dos tubos.

Em seguida, retire a chama do maarico e a vareta.

tubo de ao

fluxotubo de cobre

limite de movimentaodo maarico

fluxo liquefeito




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O aspecto externo deve coincidir com o da figura acima.

Havendo suspeita ou identificao de poros na soldagem, aquea novamente o tubo, movimentandoo maarico e depositando o mnimo de solda.

Ao da capilaridadeEste o fenmeno pelo qual o material de solda introduzido na juno a ser soldada.

O material de solda liquefeito tende sempre a fluir para o ponto mais quente da junta aquecida. Acapacidade causada pela atrao entre as molculas do material de base que se est soldando.Porm, isso ocorre somente quando:

a superfcie a ser soldada est limpa;

a folga entre as partes a serem soldadas correta;

a rea das partes a serem soldadas est suficientemente aquecida para derretar o material desolda.

aparncia externa da soldagem

vareta de solda




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As figuras abaixo mostram como ocorre a capilaridade.

vareta de solda

vareta de solda

material de soldano incio da penetrao

material de soldaseguindo a direo

de calor mais intenso




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9494949494 SENAI-RJ

Falhas de soldagem

A falta de um pr-aquecimento dos tubos, isto , a aplicao da chama e do material de solda no mesmoinstante, impede a capilaridade da solda, que se liquefaz somente na rea em que o maarico foi usado.

Folga excessiva entre as peas soldadas geralmente causa entupimentos.

O aquecimento excessivo pode fragilizar e at mesmo romper os tubos.

Aquecimento excessivo do material de solda causa porosidade na soldagem.

m distribuio da solda

entupimento

incio de quebra

porosidade






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Ciclo derefrigerao

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7/27/2019 M

mecânico de refrigeração domiciliar 2

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