Colorimetria Etapa 1 E 2

Faculdade UNIBAN (UNIVERSIDADE BANDEIRANTES ANHANGUERA) Campus Osasco

Curso Engenharia de Controle e Automação

ATPS Hidrostática e Calorimetria

Anderson Farias - RA 3730725396

André Luiz Scarpa - RA 5632103437

Flavio Francisco dos Santos - RA 5644135204

Gilberlandio Antonio de Oliveira – RA: 1299903566

Kleber da Cruz Marques – RA 4436868458

Lucas Vinicius _ RA 3708621372

Osasco

2013

Anderson Farias - RA 3730725396

André Luiz Scarpa - RA 5632103437

Flavio Francisco dos Santos - RA 5644135204

Gilberlandio Antonio de Oliveira – RA: 1299903566

Kleber da Cruz Marques – RA 4436868458

Lucas Vinicius – RA 3708621372

ATPS Hidrostática e Calorimetria

Relatório apresentado ao Curso Engenharia de Controle e Automação, disciplina de Hidrostática e Calorimetria, sob a orientação da Prof.ª Luciano, para obtenção da nota parcial.

Entrega: __/12/2013

1. INTRODUÇÃO

O nosso objetivo é promover um relatório teórico sobre o ASBC-AQUECEDOR SOLAR DE BAIXO CUSTO, com estudos das aplicações e princípios da hidrostática e calorimetria neste projeto.

SUMÁRIO

1. Sumário Executivo 01

2. Etapa 01 -

3.1. Passo 02 02

3.2. Passo 03 02

3.3. Passo 04 03

3. Etapa 02 - Aula-tema Potencial Elétrico – Capacitância 03

4.4. Passo 01 03

4.5. Passo 02 04

4.6. Passo 03 04

4.7. Passo 04 04

5. Referências bibliograficas

Definição de Fluido

Um fluido é caracterizado como uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, não importando o quão pequena possa ser essa tensão. Os fluidos incluem os líquidos, os gases, os plasmas e, de certa maneira, os sólidos plásticos. A principal característica dos fluidos está relacionada a propriedade de não resistir a deformação e apresentam a capacidade de fluir, ou seja, possuem a habilidade de tomar a forma de seus recipientes. Esta propriedade é proveniente da sua incapacidade de suportar uma tensão de cisalhamento em equilíbrio estático.

Fluidos compreendem líquidos e gases. Os líquidos escoam sob a ação da gravidade até preencherem as regiões mais baixas possíveis dos vasos que os contém. Os gases se expandem até ocuparem todo o volume do vaso, qualquer que seja a sua forma .As moléculas em um gás não têm restrição de movimento dentro do recipiente que o contém, e podem se deslocar através de toda essa região do espaço. Já o líquido está restrito a se mover abaixo da sua superfície. Grande parte de suas moléculas não têm energia suficiente para vencer essa barreira imposta pela superfície, daí a contenção entre a sua superfície e as parede do recipiente. Na Mecânica dos Fluidos estudamos o movimento do conjunto de partículas e não o de cada partícula, como na Mecânica Newtoniana.

Propriedades

Gases e líquidos podem ambos ser considerados fluidos. Há certas características partilhadas por todos os fluidos que podem usar-se para distinguir líquidos e gases:

Compressibilidade – os líquidos são só ligeiramente compressíveis e assumem-se incompressíveis na maioria das situações; os gases são muito compressíveis;

Resistência ao corte – líquidos e gases não resistem ao corte e deformam-se continuamente para minimizar forças de corte aplicadas; Forma e Volume – como consequência do ponto anterior, líquidos e gases tomam as formas dos seus recipientes; só os líquidos têm superfícies livres; os líquidos têm volume fixo relativo ao do seu recipiente, e estes volumes não são afetados significativamente pela temperatura e pressão; os gases tomam os volumes dos seus recipientes; se lhe permitirem o volume do gás muda com a variação da temperatura e da pressão; Resistência ao movimento – devido à viscosidade os líquidos resistem a mudanças instantâneas na velocidade, mas a resistência para quando o movimento do liquido para; os gases tem viscosidade muito baixa; Espaço molecular – as moléculas dos líquidos estão muito próximas e estão ligadas entre si com forças de atração elevadas; elas têm baixa energia cinética; a distância percorrida por uma molécula de água entre colisões é pequena; nos gases, as moléculas estão relativamente afastada se as forças atrativas são fracas; a energia cinética das moléculas é elevada; as moléculas de um gás percorrem grandes distâncias entre colisões; Pressão – a pressão num ponto de um fluido é a mesma em todas as direções; a pressão exercida por um fluídos numa superfície sólida (p.ex. parede de um recipiente) é sempre normal aquela superfície.

Pressão

A pressão mede a relação entre a força aplicada a uma superfície e o tamanho da superfície considerada. Seja ∆F a força que está sendo aplicada em um êmbolo de superfície ∆A. A pressão p que esta força está exercendo no êmbolo é definida como:

À rigor, a pressão é definida para o limite desta razão, no limite quando a área tender à zero. Ou seja:

Fluido em repouso

Para deduzir a relação entre pressão, densidade e profundidade, analisemos um fluido de densidade ρ em repouso num dado recipiente, como mostrado na figura à seguir. Vamos considerar um cilindro imaginário desenhado nesse fluido. Esse cilindro tem superfícies A paralelas à superfície do fluido e uma altura dy ao longo da profundidade do fluido. A força líquida dFR que o fluido exerce neste cilindro é dada por:

onde pA é a força que atua na superfície inferior e (p + dp) A é a força que

atua na superfície superior do cilindro imaginário. Como o cilindro está em

repouso, essa força deve ser igual ao peso do cilindro. Desse modo:

Quando a densidade puder ser considerada uniforme, ou seja quando

a densidade não variar com a altura, a integração terá a forma:

ou seja:

Considerando que a pressão aumenta com a profundidade, vamos definir a profundidade como h, a pressão nesta profundidade como p e a pressão superficial como p0, e desse modo:

Assim encontramos que a pressão varia linearmente com a profundidade h.

Sistema de Aquecimento Solar

A energia solar e o aquecimento solar de água

Energia solar: fonte de energia limpa e renovável que não polui, não destrói e nunca se esgota.

Aquecimento solar de água: aproveitamento da energia solar para aquecer a água.

E para minha casa? Aquecedor solar de água residencial!

Kit composto principalmente por boiler (armazenador térmico) e placas (coletores solares) que são instaladas nas residências para o aquecimento da água.

Simplificadamente, as placas captam a energia solar e aquecem a água enquanto o boiler armazena a água aquecida conservando sua temperatura até o momento do consumo.

Funcionamento básico – Termossifão

Acompanhe abaixo o princípio de funcionamento de um aquecedor solar instalado em termosssifão. Termosssifão éum técnica de instalação que permite a circulação natural da água em aquecimento entre as placas e o boiler .

* A caixa de água fria abastece o boiler

* O boiler abastece as placas com a água fria

* As placas absorvem o calor do sol e aquecem a água

* A água aquecida retorna ao boiler e é armazenada

* O boiler é térmico e conserva sua temperatura

* A água sai quente do boiler para o consumo

* Você tempera a água quente misturando com água fria

* E aproveita todo seu conforto e economia

Instalação de Aquecedores Solares

1 – Placas solares

2 – Boiler

3 – Caixa água fria

4 – Apoio elétrico

5 – Suspiro

6 – Abastecimento das placas

7 – Retorno das placas

8 – Água para consumo

9 – Abastecimento água fria

Principais elementos de um aquecedor solar

1 – PLACAS SOLARES – Coletor SOLAREM ›› Normalmente instaladas nos telhados das casas, as placas solares devem ser posicionadas bem orientadas para o sol, evitando-se áreas de sombreamento. Cada placa solar absorve a energia do sol e aquece a água que circula em seu interior. Modelos e características das placas SOLAREM.

2 – BOILER – Reservatório Térmico SOLAREM ›› Na maioria das instalações solares o boiler ou armazenador térmico é instalado dentro dos telhados, entre a caixa de água fria e o topo das placas dos coletores solares. Sua principal função é a de armazenar a água aquecida pelas placas conservando-a quente até o momento do consumo. Modelos e características dos reservatórios SOLAREM. Outros tipos de instalação solar.

3 – CAIXA D’ÁGUA – Caixa de água fria ›› Normalmente, a mesma caixa de água abastece os pontos de consumo de água fria da residência e o próprio boiler. Geralmente, é uma caixa de água fria comum encontrada em qualquer residência.

4 – APOIO ELÉTRICO – É sistema composto por um sensor, termostato ou controlador de temperatura e resistência elétrica. Entra em ação, automaticamente, para aquecer a água usando a energia elétrica em períodos prolongados de mau tempo.

5 – ABASTECIMENTO ÁGUA FRIA – Tubulação que liga a caixa de água fria ao boiler, abastecendo-o de água fria.

6 – ABASTECIMENTO DAS PLACAS – Tubulação que liga o boiler às placas, abastecendo-as de água fria.

7 – RETORNO DAS PLACAS – Tubulação que leva a água aquecida nas placas para o boiler.

8 – ÁGUA PARA CONSUMO – A água quente armazenada no boiler sai por aqui para os pontos de consumo.

9 – SUSPIRO – Funciona como suspiro e alivia a pressão do boiler no caso de superaquecimento.

10 – O SOL – Energia solar, natural e limpa que oferece conforto, economia e preserva outros recursos naturais.

Materiais utilizados na construção de um Aquecedor Solar de Baixo custo

Garrafas PET e embalagens longa vida são os principais componentes

Aquecer a água aquecida é um costume em todas as camadas da população. Apesar disso, os custos das contas de gás ou de energia elétrica e dos aparelhos necessários para isso são incompatíveis com a situação econômica de muitos brasileiros.

Ao mesmo tempo, em todo o mundo, a consciência de que a reciclagem é fundamental para que o planeta tenha um futuro sustentável é cada vez maior. No interior de Santa Catarina, o técnico em eletromecânica aposentado José Alano criou uma alternativa que contribui para a diminuição dos dois problemas ao mesmo tempo.

A ideia do Aquecedor Solar com Descartáveis é simples: uma tubulação ligada ao reservatório da residência mantém a água circulando por módulos de aquecimento. Estes painéis são construídos com embalagens longa vida pintadas de preto, que retêm o calor do sol. Garrafas PET têm a função de proteger o conjunto de influências externas, como ventos e chuvas, e os canos, também pintados de preto, passam por dentro das garrafas e transferem o calor das embalagens para a água.

Esquema que demonstra o funcionamento do aquecedor solar com recicláveis (Foto: Divulgação/Sema-PR)

Material:

Os materiais recicláveis devem ser utilizados pós-consumo, mas para evitar a proliferação de microrganismos, lave as embalagens e deixe secar antes de começar o trabalho.

As quantidades especificadas abaixo servem para a fabricação de um aquecedor que supre as necessidades de 4 pessoas.

Itens:

- 240 garrafas PET transparentes de 2 litros. Dê preferência às de formato cônico. Garrafas coloridas não são recomendadas, pois absorvem calor, o que pode prejudicar a eficiência do aquecedor;

- 220 embalagens longa vida de 1 litro;

- 54 metros de tubos soldáveis em PVC de 20 mm;

- 80 conexões T em PVC de 20 mm;

- 1 rolo grande de fita de autofusão;

- 2 litros de tinta esmalte sintética na cor preto fosco;

- 1 rolo de 10 cm para pintura;

- 1 par de luvas;

- 1 estilete;

- 1 tubo de PVC de 100 mm com 70 cm de ;

- 1 martelo de borracha;

- 1 pote com 175 g de cola para PVC com pincel

- 1 arco de serra;

- 1 tábua de madeira com no mínimo 120 mm de comprimento;

- 9 pregos;

- 1 ripa pequena com cerca de 15 cm de comprimento;

- 1 rolo de fita crepe com largura de 19 mm

Bibliografia

http://ideiasgreen.com.br/2012/09/como-fazer-um-aquecedor-solar-com.html

http://www.fisica.ufpb.br/~romero/pdf/15_fluidosVI.pdf

http://soletrol.com.br/educacional/comofunciona.php