seminário física 2 - completo

25
FENÔMENOS DE TRANSPORTES GRUPO: BRUNO CINTRA PELLACANI GIANCARLO MARCHESINI RAFAEL OLIVIER ZUCOLOTTO WAGNER AUGUSTO ARANDA COTTA

Upload: wagnercotta12

Post on 22-Jan-2018

741 views

Category:

Travel


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: Seminário   física 2 - completo

FENÔMENOS DE TRANSPORTES

GRUPO:BRUNO CINTRA PELLACANIGIANCARLO MARCHESINIRAFAEL OLIVIER ZUCOLOTTOWAGNER AUGUSTO ARANDA COTTA

Page 2: Seminário   física 2 - completo

FLUÍDOS REFRIGERANTESFLUÍDOS REFRIGERANTES

GRUPO:BRUNO CINTRA PELLACANIGIANCARLO MARCHESINIRAFAEL OLIVIER ZUCOLOTTOWAGNER AUGUSTO ARANDA COTTA

Page 3: Seminário   física 2 - completo

Introdução

Inicio da utilizaçãoInicio da utilização dos fluidos refrigerantes dos fluidos refrigerantes::•Revolução IndustrialRevolução Industrial;;•EstimuloEstimulo a utilização de conceitos termodinâmicos em a utilização de conceitos termodinâmicos em sistemas de refrigeração.sistemas de refrigeração.

Primeiros fluidos:Primeiros fluidos:•Éter, Amonia, Dióxido de Enxofre;Éter, Amonia, Dióxido de Enxofre;•InflamáveisInflamáveis e/ou tóxicos e/ou tóxicos;;•Uso Uso restritorestrito a ambientes controlados (indústria); a ambientes controlados (indústria);•Aperfeiçoamento dos selos mecanicos: possibilidade Aperfeiçoamento dos selos mecanicos: possibilidade de utilização em ambientes domesticos.de utilização em ambientes domesticos.

Page 4: Seminário   física 2 - completo

CFC`s (Clorofluorcarbono)

DDécada de 30: écada de 30: rreevvoluoluçãção na refrigeraço na refrigeraçãão:o:•Fluidos perfeitos: nFluidos perfeitos: não ão sãosão tóxicos nem inflamáveis tóxicos nem inflamáveis ou ou oxidante, não causaoxidante, não causamm irritações nem queimaduras, não irritações nem queimaduras, não atraatraemem insetos insetos;;•Facilidade de implementação: versateis tipos de CFC`s, Facilidade de implementação: versateis tipos de CFC`s, aproveitamento de sistemas antes utilizados com outros aproveitamento de sistemas antes utilizados com outros fluidos;fluidos;•Possibilitou aplicações na industria, comercio e Possibilitou aplicações na industria, comercio e residencias;residencias;•UUtilização como propelente para aerossóis. tilização como propelente para aerossóis.

Page 5: Seminário   física 2 - completo

CFC`s (cloro, fluor, carbono)

DDécada de 70écada de 70: : aumento das preocupações ambientaisaumento das preocupações ambientais::•Estudos mostram Estudos mostram os gases CFC’s os gases CFC’s comocomo o maior o maior responsável pela redução da camada de ozônioresponsável pela redução da camada de ozônio;;•Ocorre o rompimento das moléculas de CFC pelos Ocorre o rompimento das moléculas de CFC pelos Raios UV na estratosfera, liberação dos átomos de Raios UV na estratosfera, liberação dos átomos de Cloro que destroem o ozônio.Cloro que destroem o ozônio.

AAlternativas ecologicamente limpaslternativas ecologicamente limpas::•AAmônia e compostos de hidrogênio e carbono (HC)mônia e compostos de hidrogênio e carbono (HC);;•BBoas propriedades termodinâmicasoas propriedades termodinâmicas,, pporem a amônia é orem a amônia é tóxica e inflamável sob certas condições e os tóxica e inflamável sob certas condições e os compostos de HC são altamente inflamáveiscompostos de HC são altamente inflamáveis;;•Tudo isso limita o emprego.Tudo isso limita o emprego.

Page 6: Seminário   física 2 - completo

Características Gerais

Algumas características investigadas para a seleção de Algumas características investigadas para a seleção de fluidos refrigerantes:fluidos refrigerantes:•Propriedades termodinâmicas;Propriedades termodinâmicas;•Faixas de temperatura;Faixas de temperatura;•Relação de pressão e temperatura;Relação de pressão e temperatura;•Compatibilidade com materiais e óleo;Compatibilidade com materiais e óleo;•Aspectos de saúde e segurança;Aspectos de saúde e segurança;•Parâmetros ambientais (posteriormente).Parâmetros ambientais (posteriormente).

Page 7: Seminário   física 2 - completo

DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)

• Dióxido de carbono é um fluido refrigerantes que vem sendo Dióxido de carbono é um fluido refrigerantes que vem sendo utilizado há mais de um século.utilizado há mais de um século.

• É de baixo custo, disponível em qualquer quantidade É de baixo custo, disponível em qualquer quantidade em qualquer parte do mundo e possui propriedades bem em qualquer parte do mundo e possui propriedades bem conhecidas e documentadas.conhecidas e documentadas.

•São comumente usados em:São comumente usados em:Bombas de calor e aquecedores de água;Bombas de calor e aquecedores de água;Sistemas pequenos, comerciais e de supermercados;Sistemas pequenos, comerciais e de supermercados;Ar condicionado móvel;Ar condicionado móvel;Refrigeração Industrial;Refrigeração Industrial;

Page 8: Seminário   física 2 - completo

DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)

• R-744 é classificado pelas normas como refrigerante A. Não R-744 é classificado pelas normas como refrigerante A. Não inflamável, tóxico em concentrações moderadas, acima de 5% em inflamável, tóxico em concentrações moderadas, acima de 5% em volume no ar.volume no ar.

• A grande diferença entre COA grande diferença entre CO22 e outros refrigerantes comuns é sua e outros refrigerantes comuns é sua

relação pressão-temperatura e particularmente sua baixa relação pressão-temperatura e particularmente sua baixa temperatura crítica de ~31 temperatura crítica de ~31 ooCC

• Esforços significativos de pesquisa e desenvolvimento estão em Esforços significativos de pesquisa e desenvolvimento estão em curso para aumentar a eficiência do ciclo, através de curso para aumentar a eficiência do ciclo, através de desenvolvimento de expansores (ao contrário de válvulas de desenvolvimento de expansores (ao contrário de válvulas de expansão), ejetores de forma a recuperar as perdas.expansão), ejetores de forma a recuperar as perdas.

Page 9: Seminário   física 2 - completo

AMÔNIA (NH3)

• No período de 1930 a 1990, quase todas legislações para No período de 1930 a 1990, quase todas legislações para construção de edifícios, normas para equipamentos e para projetos construção de edifícios, normas para equipamentos e para projetos de sistemas de ar condicionado e procedimentos de instalação de sistemas de ar condicionado e procedimentos de instalação foram desenvolvidas para equipamentos e sistemas utilizando foram desenvolvidas para equipamentos e sistemas utilizando refrigerantes halogenados.refrigerantes halogenados. • Além disso, os fornecedores importantes de equipamentos Além disso, os fornecedores importantes de equipamentos desenvolveram produtos para atender estas normas que permitia desenvolveram produtos para atender estas normas que permitia somente o uso de refrigerantes halogenados. Os arquitetos, somente o uso de refrigerantes halogenados. Os arquitetos, engenheiros, e empreiteiros utilizaram sistemas de refrigerantes engenheiros, e empreiteiros utilizaram sistemas de refrigerantes halogenados em seus projetos e instalações de condicionamento halogenados em seus projetos e instalações de condicionamento de ar. de ar.

Page 10: Seminário   física 2 - completo

AMÔNIA (NH3)

• Halogenados tornaram-se os refrigerantes escolhidos para Halogenados tornaram-se os refrigerantes escolhidos para aplicações comerciais e residenciais de condicionamento de ar, aplicações comerciais e residenciais de condicionamento de ar, enquanto amônia permaneceu o refrigerante para refrigeração enquanto amônia permaneceu o refrigerante para refrigeração industrial.industrial.

• A amônia (R-717) é um refrigerante sem impacto ambiental direto porque não destrói o ozônio atmosférico, ou seja, tem um potencial de destruição de ozônio (ODP) zero, assim como não contribui para o aquecimento global, pois tem um potencial de aquecimento global (GWP) também zero.

Page 11: Seminário   física 2 - completo

AMÔNIA (NH3)

• Em função de suas propriedades termodinâmicas excelentes para a utilização como fluido refrigerante em sistemas de refrigeração por compressão de vapor, o uso da amônia implica em um consumo menor de energia que o uso de outros refrigerantes em sistemas industriais de refrigeração de grande porte.

• Com relação à questão da segurança, amônia tem um histórico de bom desempenho comprovado em parte por causa do seu odor reconhecível e facilmente detectável, instalações implantadas em conformidade com normas da indústria.

Page 12: Seminário   física 2 - completo

Utilização de hidrocarbonetos

• Os principais motivos para a utilização dos Hidrocarbonetos como fluidos refrigerantes são a sua “limpeza” e versatilidade.

• Alguns contras: são inflamáveis, e em grandes concentrações provocam asfixia e têm efeito anestesiante.

• Podem ser encontrados a baixo custo no mundo inteiro

• Coca-Cola e Unilever se comprometeram a utilizar somente HCs

• O protocolo de Kyoto também auxiliou na popularização da utiização de HCs.

Page 13: Seminário   física 2 - completo

Cenário Internacional

• Os HCs estão sendo amplamente usados na Europa, principalmente para a refrigeração domestica.

• Alguns paises emergentes como a Índia também estão utilizando HCs em equipamentos de ar condicionado.

Page 14: Seminário   física 2 - completo

Estudos desenvolvidos

• Cuba: criação de um fluido refrigerante à base de GLP

• Austrália e Europa: Desenvolvimento de caminhões refrigerados à base de HCs.

Page 15: Seminário   física 2 - completo

Equipamentos de ar condicionados compactos

• Equipamentos com baixas cargas de refrigerantes também podem ser substitutos adequados para o HCFC-22.

• Barreiras encontradas são os problemas ao lidar com cargas elevada de HC, estabelecimento de normas técnicas para instalações e capacitação e treinamento de técnicos para serviços de campo.

•O risco de fogo ou explosão é razoavelmente baixo, sendo proporcional a quantidade de refrigerante.

Page 16: Seminário   física 2 - completo

Unidades resfriadoras de líquidos (chillers)

• Amplamente utilizados em residências na Europa e em outros lugares de baixa temperatura.

•Refrigerantes secundários também são utilizados em chillers centrífugos para indústrias petroquímicas.

Page 17: Seminário   física 2 - completo

Bombas de calor

• Utilizados em industrias para resfriamento secundário, prédios de escritórios e supermercados

• No Brasil é direcionado ao aquecimento de piscinas.

Page 18: Seminário   física 2 - completo

Sistemas de Ar Condicionado Automotivo

• Com o Protocolo de Montreal, todos os veículos devem ter como sistema de refrigeração o uso de HFC-134 a.

• Propano é o gás mais indicado, sendo um gás bastante utilizado como aquecimento de alimentos, sua manipulação com segurança é conhecida no mundo todo.

Page 19: Seminário   física 2 - completo

Cenário Nacional

• Empresas como a Bosch e a Unilever-Kibon estão produzindo refrigeradores domésticos para o mercado nacional e para exportação.

• Elas devem produzir refrigerantes a base de HC’s como determinação de seus clientes, os que ainda utilizam HFC’s devem substituir por HC’s.

Page 20: Seminário   física 2 - completo

Conclusão (final!!!)

• O desenvolvimento do setor de refrigeração está O desenvolvimento do setor de refrigeração está profundamente ligado ao desenvolvimento dos fluidos profundamente ligado ao desenvolvimento dos fluidos refrigerantes.refrigerantes. • Os fluidos de primeira geração consistiam Os fluidos de primeira geração consistiam basicamente em fluidos naturais com graves problemas basicamente em fluidos naturais com graves problemas de toxidade e inflamabilidade. Os de segunda geração de toxidade e inflamabilidade. Os de segunda geração apesar de apresentar várias características desejaveis, apesar de apresentar várias características desejaveis, são grandes causadores da destruição da camada de são grandes causadores da destruição da camada de ozônio. Os fluidos da terceira geração carecem de ozônio. Os fluidos da terceira geração carecem de desenvolvimento, sendo possível notar o retorno aos desenvolvimento, sendo possível notar o retorno aos fluidos da primeira geração.fluidos da primeira geração.

Page 21: Seminário   física 2 - completo

Bibliografia (final!!!)

•PEIXOTO, Roberto de Aguiar, Fluidos Refrigerantes PEIXOTO, Roberto de Aguiar, Fluidos Refrigerantes Hidrocarbonetos - Uso Atual e Perspectivas Futuras, Hidrocarbonetos - Uso Atual e Perspectivas Futuras, Núcleo de Ozônio da Diretoria de Qualidade Ambiental Núcleo de Ozônio da Diretoria de Qualidade Ambiental do Ministério do Meio Ambiente – MMA, 2006.do Ministério do Meio Ambiente – MMA, 2006.

•HRNJAK, Pega, Uso de Fluidos Refrigerantes Naturais HRNJAK, Pega, Uso de Fluidos Refrigerantes Naturais em Sistemas de Refrigeração e Ar Condicionado – em Sistemas de Refrigeração e Ar Condicionado – MMA, 2006.MMA, 2006.

•PIMENTA, João, Fluidos Refrigerantes – PIMENTA, João, Fluidos Refrigerantes – Desenvolvimento Histórico e Situação Presente.Desenvolvimento Histórico e Situação Presente.

Page 22: Seminário   física 2 - completo

FIMFIM

Page 23: Seminário   física 2 - completo

Testes de pressao150gRefrigeradores e congeladores comerciais compactos

IEC 60335-2-89

Testes de pressãoManutenção

1Kg a 5Kg em ambientes externos

Equipamentos compactos de ar condicionado e bombas de calor

IEC 60335-2-40

Testes de pressão150gPequenos refrigeradores e congeladores

IEC 60335-2-24

Depende da aplicação

Comercial e industrial

ISO 5149

Componentes, dispositivos de segurança, local de instalação, manutenção

Carga <150g:sem requisitos de segurança para sistemas herméticosCarga > 150g: requisitos com relação ao volume da sala e ventilação natural.Carga>5kg: requisitos com relação válvula e segurança, detector de HC, ventilação mecânica

Comercial e Industrial

EN 378

Outos aspectos tratados pela norma

Limites de carga maixma para HCs

Tipo de equipamento

Norma

Page 24: Seminário   física 2 - completo
Page 25: Seminário   física 2 - completo