Projeto de uma bancada didática de baixo custo de um ciclo de refrigeração por absorção usando o par água/brometo de lítio

Abstract

RESUMO: O ciclo de refrigeração por absorção é um ciclo onde a entrada de energia é majoritariamente dada na forma de calor, para que seja realizado o efeito da refrigeração. Com o objetivo de realizar o dimensionamento de uma bancada didática de um ciclo de refrigeração por absorção, onde se faz possível a observação de fenômenos vistos conceitualmente nas disciplinas de transferência de calor e termodinâmica, foi elaborado o projeto teórico de uma bancada didática operando com o par Brometo de Lítio - Água. Inicialmente, foi realizado um estudo mais aprofundado das propriedades envolvidas em cada etapa do processo de refrigeração, acarretando em uma análise individual de cada componente. Buscou-se comparar os dados obtidos neste trabalho com a literatura, para a validação da planilha de cálculos termodinâmicos. Ao relacionar a análise termodinâmica e a transferência de calor, obtivemos as dimensões dos componentes e suas respectivas trocas de calor. Com os dados definidos, foi realizada a modelagem em CAD 3D e também foi realizado um dimensionamento da plataforma-base (mesa ou bancada) para a alocação dos componentes. Juntamente com o dimensionamento, foi feita a seleção dos materiais que serão utilizados para a realização da construção da bancada didática. O fluido de trabalho escolhido, o par Brometo de Lítio - Água (LiBr-H2O), foi determinado por questões de segurança, uma vez que se ficará em um ambiente escolar. Para auxiliar os professores e alunos, foi elaborado um Roteiro de Prática. Nele há instruções sobre o que os alunos observarão, avaliarão, calcularão, e a que conclusões eles devem chegar ao utilizar o equipamento.

ABSTRACT: The absorption refrigeration cycle is a cycle where the energy input is mostly given in the form of heat, so that the effect of refrigeration is carried out. A theoretical project of a training workbench operating with a water-lithium bromide pair has been produced. This work aims at measuring a training workbench for an absorption refrigeration cycle, which allows the observation of the phenomena conceptually seen in the subjects of Heat Transfer and Thermodynamics. At first, a careful study of steps in the absorption system and its properties has been done, which lead to the analysis of each component involved. The results found in this process have been compared to the appropriate literature in order to validate the worksheet for the thermodynamics calculations. After relating the thermodynamic analysis and the heat transfers, the measurements of the components were detected and related to their heat exchange, respectively. Once the authentic data has been defined, the 3D CAD modeling was made as well as the measuring of the base platform -desk or workbench- in order to place the components. Together with the process of measurement, a selection of materials to be used in the building of the training workbench was conducted. The fluid water-lithium bromide pair (LiBr-H2O) has been chosen for this work for safety matters, since the training workbench will be alloted to a school environment. Also, in order to assist teachers and students, a guideline has been made, containing instructions of what will be seen, evaluated and calculated by students and to which conclusions they must come when using the referred equipment.