Hidrostatica E Calorimerua

ETAPA 2:

Passo 1:

Estimativa da pressão necessária para a água alcançar o reservatório, princípios físicos:

A pressão é uma força exercida sobre uma determinada área. Sendo assim, sua unidade de medida é quilograma força por centímetro quadrado – kgf/cm².

Existem outras formas de expressarmos as unidades de medida de pressão: m.c.a: metros de coluna d’água; Pa: Pascal, etc.

Passo 2:

Observando o sistema de armazenamento de água, e considerando a densidade da água, a aceleração da gravidade e a altura da caixa estimamos que a pressão utilizada para que a água alcance o(s) reservatório(s) é de no mínimo 40MPa (1000 kg/m3 x 10 m/s2 x 4 m ) ou 4 m.c.a.

Pascal e Arquimedes:

Quando um corpo que se encontra imerso em um líquido, ocorre a atuação de duas forças: a força peso (P), devida à interação com o campo gravitacional terrestre, e a força de empuxo (E), devida à sua interação com o líquido.

Quando um corpo está totalmente imerso em um líquido, podemos ter as seguintes condições:

- se ele permanece parado no ponto onde foi colocado, a intensidade da força de empuxo é igual à intensidade da força peso (E = P);

- se ele afundar, a intensidade da força de empuxo é menor do que a intensidade da força peso (E < P); e - se ele for levado para a superfície, a intensidade da força de empuxo é maior do que a intensidade da força peso (E > P) .

Controle do nível de água no reservatório da residência.

Na caixa d’água existe uma bóia que regula o nível em determinada altura, para evitar de transbordar e nem faltar água. Uma saída na parte de baixo para a residência e outra saída, na parte de cima, o vertedouro, (chamado popularmente de ladrão), por onde sai o excesso para evitar o transbordamento.

Passo 3

Lista de materiais de baixo custo mais adequados para a construção e implementação de um sistema de aquecimento solar para a residência analisada.

- três placas de PVC

- caixa de água em fibra de vidro capacidade 250 Litros

- dois pedaços de cano de PVC 32 mm de 70 cm de comprimento para cada placa de PVC

- cola de PVC

- pó de quartzo malha 200

- pó de PVC

- tinta vinílica automotiva preto fosco

- uma caixa d’água 250 litros

- mantas de revestimento térmico de polietileno expandido

- um metro de mangueira de borracha lonada de uso automotivo 1 1/2”

- uma lâmina de serra de aço utilizada para serrar metais

- uma peça em madeira com um rasgo suficiente para encaixar o tubo de 32 mm de forma justa.

Avaliação, na residência, como poderia ser realizada a conexão entre a parte hidráulica e um sistema de aquecimento solar e descrição do modo de implementação desse sistema.

O material do aquecedor solar de baixo custo (ASBC) escolhido são placas de forro modulares de PVC que foram pintadas de tinta preta fosca, pois ajuda absolver o calor do sol e aquece ainda mais a água.

Os coletores serão posicionados na estrutura de madeira do telhado, direcionados e inclinados aproximadamente 30º na direção Norte. Esta direção vai proporcionar o melhor rendimento do coletor. Nesta direção é possível ter insolação durante todo o dia.

Após a fixação dos coletores na posição definitiva deve-se fazer a interligação dos coletores com o reservatório. O reservatório será instalado acima do nível das placas, pois quanto maior este desnível, melhor a circulação de água entre os coletores e o reservatório.

O funcionamento do aquecedor se inicia quando a energia solar irradiante, luz e infravermelho, incidem sobre a superfície preta dos coletores. A energia absorvida transforma-se em calor e aquece a água que está no interior dos coletores.

A água aquecida diminui a sua densidade e começa a se movimentar em direção à caixa, que ficará armazenada termicamente isolada que evitará perda de calor dando início a um processo natural de circulação da água, chamado de termo-sifão.

Esse processo é contínuo, enquanto houver uma boa irradiação solar ou até quando toda água do circuito atingir a mesma temperatura. Por esse motivo o reservatório será instalado em um ponto mais alto que o das placas coletoras e estará revestido de mantas térmicas para assegurar água quente pelo maior tempo possível. O principio de funcionamento do ASBC, é o mesmo da grande maioria dos aquecedores solar de água diferenciando-se basicamente pelo material utilizado de baixo custo.

Sistema hidráulico: a tubulação será feita com tubos comerciais de PVC marrom, considerando a natural limitação térmica do coletor solar ASBC. Isto evita a utilização mais complexa e custosa.

Desenho esquemático de um ASBC:

1- Coletores solar em placas de PVC

2- Reservatório com isolação térmica em polietileno expandido e aluminizado

2 a- água quente

2 b- água fria

3- descida da água fria

4- subida da água quente

5- água quente p/ o consumo

6- reposição de água fria

Para implementação, deve-se seguir os seguintes passos:

- Cortar com o auxilio de uma serra de serrar de metal, o tubo em PVC 32 mm em pedaços de 70 cm.

- Iniciar o corte com a serra de serrar ferro de um furo ao outro em linha reta e fazer um rasgo no tubo de PVC marrom de 32 mm.

- Para a montagem do coletor, introduzir a placa de PVC no rasgo do tubo em seguida colocar um cabo de vassoura no tubo para delimitar e padronizar a porção da placa introduzida ao tubo.

- Com uma bisnaga de ketchup espalhar uma pequena camada de cola na junção entre o cano e a placa em uma das faces e escore o conjunto que a ação da gravidade ajude a penetração da cola entre as duas peças.

- Retirar o cabo de vassoura do cano e colocar a quantidade suficiente de cola na face interna do cano em uma das duas junções do cano com a placa. Para que escorra adequadamente inclinar a placa até que a cola chegue na outra extremidade.

- para isolação térmica do coletor, cortar um pedaço de manta de subcobertura aluminizada de mesmas dimensões da placa com uma fina camada de cola de contato para colagem.

- o reservatório térmico será preparado a partir de uma caixa para água fria em fibra, de 250 litros de capacidade: fazer dois furos de diâmetro de 32 mm em duas paredes opostas, um terceiro furo com diâmetro de 25 mm numa parede perpendicular a dos furos anteriores e mais dois furos de 25 mm de diâmetro na lateral esquerda e outro na parede oposta.

Referências:

Como Funciona a Caixa D’Água. Disponível em: http://www.caixasdagua.com/comofunciona-a-caixa-dagua.html.

Aquecedor Solar Feito com Tubos de PVC. Sempre Sustentável. Disponível em:

http://www.sempresustentavel.com.br/solar/aquecedor/aquecedor-solar.htm

Como Funciona um Aquecedor Solar.

Soletrol.

Disponível em: http://www.soletrol.com.br/educacional/comofunciona.php

ALVES, Raquel Barone de Mello Belloni. Energia Solar Como Fonte Elétrica e de Aquecimento no Uso Residencial.

Disponível em: http://engenharia.anhembi.br/tcc09/civil-39.pdf

Água Quente para Todos. Disponível em: http://www.planetareciclavel.com.br/desperdicio_zero/Kit_res_17_solar.pdf.

Esquema de funcionamento e dimensionamento da instalação de água fria em residências. Disponível em: http://www.forumdaconstrucao.com.br/conteudo.php?a=27&Cod=118