Universidade Federal de Itajubá Engenharia Hídrica
Laboratório 2: Determinação do índice politrópico e eficiência em um processo de compressão
Disciplina: Laboratório de Fenômenos de Transporte Transporte Entrega: 25/05/2011
Aluno: 20810 Felipe Cristiano de Aquino Martinelli Martinelli
SUMÁRIO SUMÁRIO................................................................................................................................. 2 INTRODUÇÃO......................................................................................................................... 3 COMPRESSOR DE DOIS ESTÁGIOS................................................................................3 CÁLCULO DO ÍNDICE POLITRÓPICO............................................................................. 3 CÁLCULO DO TRABALHO DE COMPRESSÃO............................................................. 3 CÁLCULO DAS EFICIÊNCIAS........................................................................................... 3 1.4.1 EFICIÊNCIA POLITRÓPICA.................................................................................... 3 1.4.2 EFICIÊNCIA ISOTÉRMICA.....................................................................................3 OBJETIVO................................................................................................................................. 4 MATERIAIS E MÉTODOS...................................................................................................... 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL..................................................................................... 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...............................................................................................6 ANÁLISE DOS RESULTADOS.......................................................................................... 6 CONCLUSÃO........................................................................................................................... 7 BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................ 7
INTRODUÇÃO COMPRESSOR DE DOIS ESTÁGIOS O compressor é um equipamento industrial concebido para aumentar a pressão de um fluido em estado gasoso (ar, vapor de água, hidrogênio, etc...). Normalmente, conforme a equação de Clapeyron, a compressão de um gás também provoca o aumento de sua temperatura. O compressor de ar de dois estágios funciona da seguinte maneira: O ar atmosférico é colhido por um tubo e enviado até o primeiro estágio. Nesse, através de pistões, é comprimido até uma pressão P¹, provocando o aumento de sua temperatura. Em seguida, o ar passa por uma serpentina que é resfriada por uma ventoinha. Assim ele tem sua temperatura diminuída para que entre no segundo estágio. Novamente, pelos pistões, o ar é comprimido até uma pressão P² > P¹, provocando o aumento de sua temperatura. Saindo do segundo estágio, ele é estocado em um tanque para uso futuro.
CÁLCULO DO ÍNDICE POLITRÓPICO A transformação politrópica é dada por:
CÁLCULO DO TRABALHO DE COMPRESSÃO CÁLCULO DAS EFICIÊNCIAS 1.4.1 EFICIÊNCIA POLITRÓPICA 1.4.2 EFICIÊNCIA ISOTÉRMICA
OBJETIVO Analisar o processo de compressão que ocorre no compressor de dois estágios do laboratório de máquinas térmicas. Calcular os valores médios do índice da politrópica e das eficiências do processo a partir das medidas de pressão e temperatura colhidos em aula.
MATERIAIS E MÉTODOS Para a realização do ensaio em laboratório para determinar o índice politrópico e eficiência no processo de compressão, foram utilizados os seguintes materiais:
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Compressor de dois estágios do laboratório de máquinas térmicas
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Quatro manômetros
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Quatro termômetros
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Um voltímetro
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Um barômetro tipo coluna de água
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Um barômetro tipo coluna de mercúrio
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL O experimento realizado para determinar o poder calorifico foi realizado no Laboratório de Turbinas a Gás – LATEG da UNIFEI. Foram selecionados três combustíveis sólidos para a realização do experimento (os combustíveis utilizados foram os mesmos utilizados no laboratório anterior de umidade). Primeiramente foi feito uma pastilha com massa de 5 gramas do combustível analisado. Para isso, foi utilizada a balança digital de precisão e a prensa (pilão). A pastilha foi então colocada cuidadosamente na bomba calorimétrica sobre o pavio de algodão, previamente instalado. A bomba calorimétrica é levada e instalada no calorímetro da IKA Works 2000. No calorímetro são introduzidos alguns dados como usuário, massa da amostra, nome da operação. E abrimos a válvula de fornecimento de O 2 para o sistema garantindo uma pressão de 30 psi.
Após alguns minutos o calorímetro fornece um gráfico e as informações obtidas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO Eucalipto ( Eucaliptus urophylla )
[1]
ANÁLISE DOS RESULTADOS
PCS (kgcal/m3) 4.531
CONCLUSÃO
BIBLIOGRAFIA BRISLEE, F.J., 1912. “An Introduction to the Study of Fuel” , Constable & Company Ltda, London. BRIANE, D.; DOAT, J. Guide technique de la carbonisation: la fabrication du charbon de bois . Aix-en-Provence, ÉDISUD, 1985. 180p. DA SILVA, D.R., et al., 2008. “ Instrumentação de um Calorímetro”, Trabalho Final da disciplina Medições Térmicas, Depto. de Engenharia Mecânica, UFRGS, Porto Alegre. (Disponível em < http://143.54.70.55/pss/medterm/20082/calorimetria_gas_GLP-20082.pdf> acesso em abril.2011) JARA, E.R.P. O poder calorífico de algumas madeiras que ocorrem no Brasil. São Paulo: Instituto de Pesquisas Tecnológicas – IPT, 1989. MORAN, M.J., SHAPIRO, H.N. “Fundamentals of Engineering Thermodynamics”, John Wiley & Sons, New York. (ISBN: 9780470030370)
COMBUSTÃO E COMBUSTÍVEIS Apostila Química Tecnológica Geral UFSC
PODER CALORÍFICO DA MADEIRA E DE MATERIAIS LIGNOCELULÓSICO S -
Revista da Madeira nº 89 abril 2005 pag 100-106 ( Waldir F. Quirino1; Ailton Teixeira do Vale2; Ana Paula Abreu de Andrade 3; ) Vera Lúcia Silva Abreu4; Ana Cristina dos Santos Azevedo3
