Relatório de Aula Prática – Refrigeração, Ar-Condicionado e Ventilação
O Relatório de Aula Prática – Refrigeração, Ar-Condicionado e Ventilação é uma atividade do curso de Engenharia Mecânica da Anhanguera e Unopar. O trabalho reúne conceitos de psicrometria e análise do ciclo de refrigeração por compressão de vapor.
Durante as etapas, o estudante utiliza o VirtuaLab e o software EES para coletar temperaturas e pressões, analisar as propriedades do fluido refrigerante, calcular o coeficiente de performance e avaliar as trocas de calor no evaporador e no condensador.
O que é a Aula Prática de Refrigeração?
A atividade permite observar o funcionamento dos principais componentes de um sistema de refrigeração: compressor, condensador, dispositivo de expansão e evaporador. O fluido de trabalho passa por mudanças de pressão, temperatura e estado físico ao longo do ciclo.
O relatório deve registrar as medições e explicar as diferenças entre o ciclo ideal e o sistema real. Também precisa apresentar as fórmulas, os resultados e os diagramas utilizados na análise.
Etapa do psicrômetro giratório
Na primeira etapa, o laboratório virtual apresenta o psicrômetro giratório. Antes do ensaio, devem ser utilizados os equipamentos de proteção indicados e o reservatório precisa ser abastecido com água destilada.
Após posicionar e girar o instrumento, o estudante observa as temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido. Esses valores permitem determinar propriedades do ar, como umidade relativa e razão de umidade.
Temperatura de bulbo seco e bulbo úmido
A temperatura de bulbo seco corresponde à leitura comum do ar. Já o bulbo úmido possui uma superfície umedecida e sofre resfriamento por evaporação. A diferença entre as duas leituras ajuda a avaliar a quantidade de vapor de água presente no ambiente.
Os valores devem ser registrados com atenção à escala do instrumento. Um erro de leitura altera a localização do ponto na carta psicrométrica e interfere nos cálculos seguintes.
Análise psicrométrica no software EES
Com as temperaturas medidas, o estudante utiliza o EES para obter propriedades psicrométricas. A atividade pode solicitar umidade relativa, entalpia, volume específico e razão de umidade do ar.
No relatório, é importante apresentar os dados de entrada, as equações digitadas e os resultados fornecidos pelo programa. O print deve permitir visualizar as variáveis e suas unidades.
Ciclo de refrigeração por compressão de vapor
O ciclo é analisado em quatro processos. O compressor eleva a pressão e a temperatura do refrigerante; o condensador rejeita calor; o dispositivo de expansão reduz a pressão; e o evaporador absorve calor do ambiente refrigerado.
As medições de pressão e temperatura em diferentes pontos permitem estimar as propriedades termodinâmicas do fluido e comparar o comportamento real com o ciclo teórico.
Cálculo do COP de refrigeração
O coeficiente de performance, ou COP, relaciona o efeito frigorífico produzido no evaporador com o trabalho fornecido ao compressor. Diferentemente da eficiência convencional, o COP pode apresentar valor superior a um porque compara a energia transferida com a energia utilizada pelo equipamento.
A memória de cálculo deve apresentar as entalpias utilizadas, a fórmula e o resultado final. Também é recomendável comentar se o valor encontrado é coerente com o funcionamento observado.
Trocas de calor no evaporador e no condensador
No evaporador, o refrigerante absorve calor e promove o resfriamento. No condensador, o sistema rejeita calor para o ambiente. A análise utiliza temperaturas, vazão e propriedades dos fluidos para calcular as taxas de transferência de calor.
O coeficiente global de transferência de calor pode ser calculado a partir da taxa térmica, da área de troca e da diferença média de temperatura. As unidades devem ser mantidas em todo o desenvolvimento.
Diagramas P-h e T-s
O diagrama pressão-entalpia ajuda a representar os processos do ciclo e facilita a visualização do efeito frigorífico e do trabalho de compressão. O diagrama temperatura-entropia mostra as mudanças de estado e auxilia na comparação entre o processo ideal e o real.
Os pontos devem ser posicionados na sequência correta e ligados de acordo com o sentido do ciclo. A identificação clara de cada estado melhora a compreensão da análise.
O que deve conter o relatório?
- procedimento do psicrômetro giratório;
- temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido;
- propriedades psicrométricas calculadas no EES;
- prints das etapas realizadas;
- pressões e temperaturas do ciclo;
- determinação das entalpias;
- cálculo do COP;
- trocas de calor no evaporador e condensador;
- coeficiente global de transferência de calor;
- diagramas P-h e T-s;
- análise e conclusão dos resultados.
Como apresentar os cálculos?
Cada cálculo deve mostrar a equação utilizada, a substituição dos dados e a unidade do resultado. Quando o EES for empregado, os prints não substituem a explicação: o texto precisa indicar o que foi calculado e como o valor foi interpretado.
Material da Aula Prática de Refrigeração
O EAD Colaborar disponibiliza uma página específica sobre o Relatório de Aula Prática – Refrigeração, Ar-Condicionado e Ventilação, com informações sobre as etapas da Anhanguera e Unopar.
Conclusão
A atividade integra psicrometria, termodinâmica e transferência de calor. A organização das medições, cálculos, diagramas e evidências permite demonstrar o funcionamento do sistema e a aplicação dos conceitos estudados na disciplina.
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