Determinação Experimental do Índice Politrópico em um Processo de Compressão
Por: Carol Gonçalves • 29/5/2017 • Relatório de pesquisa • 1.332 Palavras (6 Páginas) • 475 Visualizações
Universidade Federal de Itajubá[pic 1]
UNIFEI
Fenômenos de Transporte
Relatório 3: Determinação Experimental do Índice Politrópico em um Processo de Compressão
Relatório entregue pela aluna Ana Carolina Ribeiro Gonçalves-201600519-turma 12- como requisito parcial para nota da Disciplina EME313P(Fenômenos de Transporte), ministrada pelo Professor Hélcio Francisco Villa Nova.
Itajubá - 2017
I-INTRODUÇÃO:
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O experimento realizado no Laboratório Hidromecânico DidáticoCientífico (LHDC) da Universidade Federal de Itajubá consiste em realizar medidas de pressão no interior de um reservatório do compressor de ar e a variação de temperatura no cabeçote do compressor devido ao atrito do pistão pistão com a camisa do cilindro. Os compressores são ferramentas fundamentais de qualquer indústria, possuem infinitas finalidades, desde trabalhos pesados até acabamentos, tais como lixadeiras e furadeiras pneumáticas utilizados em marmorarias, e pistolas de pintura utilizados em carros, eletrodomésticos e dentre outros . Pode –se notar que os compressores são ferramentas indispensáveis numa empresa. Tendo a função de aumentar a pressão de um fluido em estado gasoso através da diminuição de seu volume, e consequentemente, o aumento de sua temperatura.
O usado neste laboratório é do tipo alternativo no qual se utiliza de um sistema biela- manivela para converter o momento rotativo de um eixo em movimento translacional de um pistão ou êmbolo, assim em cada rotação do acionador o pistão tem um percurso de ida e outro de vinda à direção do cabeçote, estabelecendo um ciclo de operação. O funcionamento desse compressor está intimamente associado ao comportamento de válvulas. Os componentes básicos do compressor são: o virabrequim: que transforma o movimento rotativo de um eixo de um motor elétrico num movimento linear. A cruzeta: que guia o movimento do eixo do pistão. O pistão, normalmente com anéis de vedação .Um cilindro, onde a compressão acontece.E as válvulas de sucção e uma ou mais válvulas de descarga. Estas válvulas regulam o fluxo de gás que entra e sai do cilindro.
II- DESENVOLVIMENTO:
Os Compressores alternativos em vários estágios possuem vários cilindros com as partes móveis acionadas pelo mesmo eixo, o gás passa sucessivamente pelos diversos cilindros recebendo acréscimos progressivos de pressão. O compressor de dois estágios após o ar ser sugado ele sofre dupla compressão, com isso é um sistema de refrigeração para diminuir a temperatura para a segunda compressão, pois o ar sofre um aumento natural de temperatura após a primeira compressão. As vantagens do uso desses compressores é a redução da potência total de compressão, devido ao resfriamento intermediário, a redução da temperatura de descarga, a redução dos esforços de compressão e o aumento do rendimento volumétrico da instalação.
O procedimento de compressão em múltiplos estágios com resfriamento intermediário é empregado principalmente quando a razão de compressão (P2 / P1) é alta. Nestes casos o fluido na pressão P1 entra no primeiro estágio do compressor ou no primeiro compressor e é removido para um trocador de calor de resfriamento. Neste a temperatura pode ser abaixada, eventualmente até a inicial T1. Na sequência o fluido é conduzido a um segundo estágio e assim sucessivamente, até atingir-se a pressão final desejada.
A transformação politrópica é uma transformação que é feita de forma adiabática (sem troca de calor com o meio), e é representada pela seguinte equação:
[pic 2]
Onde:
[pic 3]
[pic 4]
Compreensor de dois estágios
Imagens :
[pic 5]
Figura1-Termômetro (erro 1°C)[pic 6]
[pic 7]
Figura2-Manômetro de Bourdon (erro 0,277 kgf/cm²)[pic 8]
[pic 9]
Figura 3- Barômetro tipo do tipo coluna de água (erro 5mmH2O)[pic 10]
[pic 11]
Figura 4 :O Motor elétrico transfere a rotação da ponta de eixo máxima para o volante do compressor, executando o movimento mecânico nos
pistões.
[pic 12]
Figura 5: Cabeçote tipo “ V”
[pic 13]
Figura 6: Cabeçote tipo “estrela”
III-MEDIDAS E CALCULOS:
Nº de ensaios | Pressão do reservatório [kgf/cm²] | 1º Estágio | 2º Estágio | |||||||
Patm [mmHg] | ΔPA [mmH2O] | P2 [kgf/cm²] | Tamb=T1 [K] | T2 [ºK] | P3 [kgf/cm²] | P4 [kgf/ cm²] | T3 [K] | T4 [K] | ||
1 | 2 | 712 | 35 | 1 | 295,65 | 338,15 | 1 | 2,5 | 331,15 | 323,15 |
2 | 3 | 712 | 35 | 1 | 295,65 | 354,15 | 1 | 2,75 | 335,15 | 328,15 |
3 | 4 | 712 | 35 | 1 | 295,65 | 357,15 | 1 | 3,75 | 335,15 | 338,15 |
4 | 5 | 712 | 35 | 1,5 | 295,65 | 369,15 | 1,5 | 5,75 | 349,15 | 343,15 |
5 | 6 | 712 | 35 | 1,25 | 295,65 | 379,15 | 1,25 | 6,75 | 349,15 | 373,15 |
6 | 7 | 712 | 35 | 1,25 | 295,65 | 383,15 | 1,25 | 8,25 | 351,15 | 378,15 |
7 | 8 | 712 | 35 | 1,25 | 295,65 | 385,15 | 1,25 | 9 | 353,15 | 383,15 |
8 | 9 | 712 | 35 | 1,5 | 295,65 | 391,15 | 1,5 | 11,5 | 356,15 | 403,15 |
9 | 10 | 712 | 35 | 1,5 | 295,65 | 393,15 | 1,5 | 12 | 355,15 | 408,15 |
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