ATPS: Aplicações de Calorimetria e Hidrostática

FACULDADE ANHANGUERA, BAURU - SP

Engenharia de Controle e Automação 4º Semestre

ATPS: Aplicações de Calorimetria e Hidrostática

Profº. Marco Antonio C. Caldeira

Construção de Sistema de Aquecimento Solar

Alunos:

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BAURU – SP Dezembro/2013

FACULDADE ANHANGUERA, BAURU - SP

Engenharia de Controle e Automação 4º Semestre

ATPS: Aplicações de Calorimetria e Hidrostática

Profº. Marco Antonio C. Caldeira

Alunos:

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Trabalho de Calorimetria e Hidrostática apresentado a Faculdade Anhanguera de Bauru como requisito para nota do primeiro bimestre do segundo semestre, sob a orientação do professor Marco Antonio C. Caldeira.

BAURU – SP Dezembro/2013

Introdução

Este trabalho consiste em leitura do PLT da disciplina Fundamentos de Hidrostática e Calorimetria.

O objetivo é aplicar os conhecimentos adquiridos em sala de aula, para apresentação ao orientador da matéria.

Utilizaremos as estruturas de controle apresentadas em sala como, conceitos fundamentais e definição de fluido, propriedades dos fluidos, fluidos em repouso, conceito de pressão, teorema de Stevin, conceito de carga de pressão, equação manométrica, escalas de pressão, princípios de Pascal e Arquimedes, medição de temperatura, principio fundamental e equação Fundamental da Calorimetria, propriedades térmicas importantes além de ensaios de laboratório.

ATPS: Fundamentos de Hidrostática e Calorimetria

ETAPA 1

Passo 1

Estudar sobre a caracterização de um fluido em equilíbrio hidrostático:

Um fluido está em equilíbrio hidrostático quando o nº de partículas por unidade de volume é constante, não há velocidade relativa das partículas de fluido, não há que considerar a viscosidade, as forças de ação do fluido sobre as paredes dos vasos que os contêm são perpendiculares a estas se as ações sobre as paredes tivessem componentes tangenciais, as respectivas reações tangenciais das paredes implicariam escorregamento do fluido ao longo das paredes e ele deixaria de estar em repouso, em equilíbrio hidrostático.

Um fluido é uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, não importando o quão pequena possa ser essa tensão. Um subconjunto das fases da matéria, os fluidos incluem os líquidos, os gases, os plasmas e, de certa maneira, os sólidos plásticos.

Os fluidos compartilham a propriedade de não resistir à deformação e apresentam a capacidade de fluir, também descrita como a habilidade de tomar a forma de seus recipientes. Estas propriedades são tipicamente em decorrência da sua incapacidade de suportar uma tensão de cisalhamento em equilíbrio estático. Enquanto em um sólido, a resistência é função da deformação, em um fluido a resistência é uma função da razão de deformação, uma consequência deste comportamento é o Princípio de Pascal o qual caracteriza o importante papel da pressão na caracterização do estado fluido.

Os fluidos também são divididos em líquidos e gases, líquidos formam uma superfície livre, isto é, quando em repouso apresentam uma superfície estacionária não determinada pelo recipiente que contém o líquido, os gases apresentam a propriedade de se expandirem livremente quando não contidos por um recipiente, não formando, portanto uma superfície livre.

Passo 2

Pesquisar sobre o funcionamento de um sistema de aquecimento solar, observando a função de cada elemento que compõe este sistema:

Um sistema básico de Aquecimento de água por Energia Solar é composto de coletores solares “placas” e reservatório térmico “Boiler”.

As placas coletoras são responsáveis pela absorção da radiação solar, o calor do sol, captado pelas placas do aquecedor solar, é transferido para a água que circula no interior de suas tubulações de cobre.

O reservatório térmico, também conhecido por Boiler, é um recipiente para armazenamento da água aquecida, são cilindros de cobre, inox ou polipropileno, isolados termicamente com poliuretano expandido sem CFC, que não agride a camada de ozônio, desta forma, a água é conservada aquecida para consumo posterior, a caixa de água fria alimenta o reservatório térmico do aquecedor solar, mantendo-o sempre cheio.

Em sistemas convencionais, a água circula entre os coletores e o reservatório térmico através de um sistema natural chamado termossifão, nesse sistema, a água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório, assim a água fria empurra a água quente gerando a circulação, esses sistemas são chamados de circulação natural ou termossifão.

Passo 3

Definição de uma residência e o sistema de armazenamento de água:

Residência localizada na cidade de Lençóis Paulista, SP, com um sistema de captação