Termodinâmica Aula 3

• Ao receber calor, os corpos apresentam um movimento de vibração de suas moléculas. Este movimento recebe o nome de agitação térmica, que é responsável pela energia térmica.

• A propagação do calor ocorre sempre no sentido do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura, esse movimento térmico estará buscando sempre o equilíbrio entre os dois corpos.
• As formas de propagação do calor são: A condução, comum aos corpos sólidos. A convecção, comum aos fluidos. E a irradiação solar, que não se importa com a matéria. 
• As trocas de calor de um corpo demonstram os limites a que estes corpos estão sujeitos a suportar variação de temperatura. No calor sensível, o corpo sofre variação de temperatura sem alterar seu estado de composição. No calor latente, o corpo sofre variação de temperatura e sofre também variação no seu estado de composição. 
• Por exemplo, faremos um experimento com a água, onde colocaremos uma quantidade para aquecer em um recipiente. Se a água estiver em uma escala entre 0°C e 100°C a água sofrerá calor sensível, variando a temperatura sem variar o estado de composição. 
• Quando a água atingir 100°C passará a sofrer calor latente, quando altera seu estado de líquido para gasoso. Ao mesmo tempo, se a temperatura da água for reduzida para menos de 0°C, também passará a sofrer calor latente, quando altera seu estado de líquido para sólido. 
• A combustão é uma reação exotérmica de uma substância com o oxigênio quando esta libera uma intensidade de calor. Significa a queima de 1g de uma determinada substância que libera uma quantidade de calor, denominado calor de combustão. Este é o princípio de funcionamento dos motores de combustão interna (motor de carro). 
• A capacidade térmica de um corpo é a razão entre a quantidade de calor sensível cedida ou absorvida pelo corpo e a correspondente variação de temperatura.
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Parâmetros Estatísticos

• A análise estatística permite calcular parâmetros que são utilizados em um determinado processo produtivo, visando controlar e condicionar qualitativamente este processo. Estes parâmetros, quando aplicados à manutenção, tornam a manutenção preditiva uma ferramenta capaz de reduzir custos e maximizar a produção. 
• No Controle Estatístico de Processo (CEP), são aplicadas ferramentas de melhoramento da manutenção, transformando dados aleatórios em quantitativos e gráficos, os quais, devem ser compartilhados por todos os colaboradores. Por este motivo, ultimamente, os técnicos de manutenção tem sido constantemente exigidos a estarem inseridos nesses controles e emitirem opinião, com acentuado embasamento técnico. 
• Os principais parâmetros estatísticos são: 
• Média: representada pela soma de um conjunto de números dividido pelo número de eventos que forma este conjunto. Exemplo: 2,4,6,8,10,12---------------2+4+6+8+10+12= 42 dividindo-se por 6 = 7. 
• Mediana: valor do ponto central de um conjunto de números ordenados (N ímpar) ou a média aritmética dos dois valores centrais (N par). Exemplos: a) 3,3,4,5,6,8,8,8,9------------6 b) 5,5,7,9,11,12,13,17-------- 9+11=20, dividindo-se por dois a média será 10. 
• Moda: valor mais freqüente em um conjunto de valores numéricos. A moda pode não existir e, mesmo que exista, pode não ser a única. Exemplos: a) 1,1,3,3,7,7,7,7,11,11,13,14,15----7 b) 8,11,12,15,18,20--------------------não existe moda. c) 3,3,5,5,5,6,7,7,7,8,9,----------------bimodal. 
• Desvio padrão: Mede o grau de dispersão dos dados numéricos em torno de um valor médio. No ciclo PDCA, quando elegemos um determinado padrão de qualidade, visamos seguir este padrão como modelo para obtermos uma regularidade no processo. Quando coletamos dados, existe uma tendência a aparecer dados distantes do valor padrão, estes dados são chamados de desvio padrão. Dessa forma podemos calcular e representar estes dados.

Termodinâmica Aula 2

• Escalas Termométricas: A necessidade de quantificar (medir) o quente e o frio, levou à construção dos termômetros, e a necessidade de aperfeiçoar estas medidas deu origem às diferentes escalas termométricas. 
• Em 1848, o cientista inglês Lorde Kelvin estabeleceu a escala absoluta de temperatura. Juntamenta com as escalas Celsius (°C) e Fahrenheit (°F), a escala Kelvin (K) forma o grupo das escalas mais utilizadas no mundo. 
• Estas escalas seguem um procedimento que estabeleceu dois pontos fixos: ponto de fusão do gelo (PG), para a menor temperatura da escala e ponto de ebulição da água (PV), para a maior temperatura da escala. Parâmetros que ditam os limites de mudança dos estados físicos da água. Na escala Celsius, esta temperatura varia de 0°C para ponto de fusão do gelo para 100°C para o ponto de ebulição da água. 
• Nas escalas °F e K estas medidas são 32°F/212°F e 273K/373K, para fusão do gelo e ebulição da água respectivamente. 
• Na escala K não colocamos o sinal (°) por se tratar da escala absoluta de temperatura.

• Para a conversão das escalas termométricas adotamos uma relação aritmética para facilitar na resolução dos cálculos. Tendo conhecimento de uma medida de temperatura, aplicamos a fórmula e encontramos a correspondente na outra escala:

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Termodinâmica Aula 1

• As máquinas térmicas são sistemas termodinâmicos que trocam calor e trabalho com o meio externo. Na área industrial, utilizamos a termodinâmica como auxiliar em montagens e desmontagens de conjuntos mecânicos, quando utilizamos o calor para aquecer peças e componentes, fazendo com que estes dilatem-se aumentando suas proporções, facilitando assim sua montagem ou desmontagem.
• Na lubrificação de mancais de rolamento a termodinâmica está presente na transformação destes lubrificantes em vapor, formando a película lubrificante, essencial para o efeito da lubrificação. 
• As máquinas térmicas e as máquinas frigoríficas completam a enorme utilização da energia térmica no setor industrial, fato que certamente vem justificar a necessidade de um técnico de manutenção conhecer os princípios fundamentais desta ciência. 
• A Termologia é a ciência que estuda a energia térmica e suas aplicações, levando em conta o equilíbrio térmico e principalmente o Calor. Sobre esta questão, gostaria de deixar bem claro que devemos considerar sensação térmica de alta temperatura, quando o meio cede calor para o nosso corpo e sensação térmica de baixa temperatura, quando o meio encontra-se em menor temperatura e nosso corpo cede calor para o meio. Comumente as pessoas de forma errada alegam sentir frio ou calor. 
• O que está ocorrendo na verdade é uma busca dos corpos em manter equilíbrio com o meio externo. A temperatura é a medida de estado de agitação das partículas que constituem um corpo. 
•  Partindo do princípio fundamental da termodinâmica e do equilíbrio térmico entre os corpos, enunciamos o princípio número Zero da termodinâmica: "Se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, então eles estão em equilíbrio térmico entre sí".
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Máquinas Térmicas e Refrigeração - Aula 9

SISTEMAS DE CONDICIONAMENTO DE AR O conforto térmico no interior das edificações depende de aspectos como radiação solar, posição dos ventos e características climáticas do local, além do posicionamento do edifício, se a incidência de radiação se dá apenas pela manhã ou o dia todo, o tipo de fachada, espessura de paredes, dimensão das aberturas e materiais empregados. Esses dados podem ser equacionados numa estimativa que definirá a capacidade do equipamento de refrigeração recomendado para manter o conforto térmico dos ocupantes do ambiente. É importante destacar que qualquer relação entre a capacidade do sistema de refrigeração e a área a ser atendida serve exclusivamente como referência inicial, uma vez que a especificação correta depende da configuração física do espaço e de sua carga térmica, dado que varia em função da incidência solar e do calor gerado por pessoas e equipamentos. Para que a temperatura seja agradável e exista conforto térmico nos ambientes, recorremos aos sistemas de condicionamento de ar. Os sistemas de condicionamento de ar utilizados nas residências são conhecidos no mercado como aparelhos de “janela”, onde esse sistema apresenta um conjunto compacto, com as serpentinas de evaporação e condensação, montadas próximo ao motocompressor e aos ventiladores, responsáveis pelo deslocamento do ar condicionado para o interior do ambiente e a exaustão do calor da serpentina de condensação, realizando a dissipação, diminuindo a temperatura do fluido refrigerante. O princípio de funcionamento é o mesmo da geladeira. Os condicionadores de ar mais utilizados atualmente são os Split, sistemas de refrigeração destinados à climatização de ambientes, que possuem dois estágios diferentes: um é instalado no interior do ambiente (evaporador) e a outra fica do lado de fora (condensador e motocompressor). Além de manter o ar do ambiente agradável e com a temperatura controlada, os Split ainda reduzem o ruído de operação, já que o condensador e o motocompressor estão localizados na parte externa do ambiente. Possuem sistema de filtragem do ar através de filtros removíveis para limpeza periódica. O ciclo de refrigeração é por compressão de fluido, geralmente o R22, apresentando excelente eficiência, desde que estejam dimensionados respeitando as características do ambiente. Em aplicações comerciais e industriais de grande porte, recorremos aos projetos de refrigeração e climatização, como as centrais de ar condicionado, onde é gerado o ar climatizado e este é deslocado através de dutos para o interior do ambiente. Este sistema de refrigeração recorre ao fornecimento de energia fluídica, gerada por compressores, alimentados por motores elétricos e acionados por correias e polias. As centrais de ar condicionado e as câmaras de refrigeração, por serem sistemas extremamente controlados, com válvulas de expansão monitoradas por CLP, apresentam um rendimento superior e uma economia de energia elétrica considerável. Alguns desses sistemas são também monitorados por pressostatos, que controlam as pressões, mínima e máxima evitando vazamentos ou perdas de fluido refrigerante.

Máquinas Térmicas e Refrigeração - Aula 8

COMPRESSORES, MOTOCOMPRESSORES E VENTILADORES Estas máquinas operatrizes são destinadas a promover o escoamento e o fluxo de um fluido compressível. Funcionam com deslocamento contínuo de gases e vapores, elevando sua energia utilizável, pelo aumento da sua pressão. Os Compressores são utilizados para proporcionar a elevação da pressão de um gás, conseqüentemente, aumentando também seu volume e sua temperatura. Essa compressão pode ocorrer adiabaticamente, quando o fluido se destina a um processo de combustão ou refrigeração, a fim de que resulte na obtenção de uma maior parcela de energia disponível no fluido, após o processo de compressão. Na Refrigeração, o fluido é direcionado para o Condensador, onde tem seu estado alterado em função do calor latente, passando de gasoso superaquecido para liquefeito. No entanto, alguns processos exigem diferentes aplicações, para os gases comprimidos, quando estes são armazenados em vasos de pressão ou reservatórios. Durante esse processo, o fluido gasoso assume uma temperatura mais baixa que a temperatura ambiente, produzindo com isto, um líquido condensado, que deve ser constantemente purgado, para não prejudicar as instalações pneumáticas. Figura 1 – Motocompressor Hermético. Podemos também considerar, os motocompressores herméticos e os compressores como bombas de fluidos, principalmente quando utilizamos estas máquinas para fins de refrigeração, comprimindo fluido refrigerante em estado gasoso. Estas máquinas funcionam como motores de combustão interna, no sentido inverso, recebendo energia eletromecânica e transformando-a em energia térmica, com a compressão do fluido refrigerante que absorve o calor do ambiente refrigerado, numa reação endotérmica que o fluido sofre, ao ser retirado do Evaporador de maneira brusca, pela ação do motocompressor. Os Ventiladores são máquinas destinadas ao escoamento e deslocamento de fluidos gasosos. São elementos indispensáveis ao funcionamento de sistemas de refrigeração e climatização. Com exceção das nossas geladeiras, todos os outros sistemas refrigerados necessitam de auxílio de ventiladores, para deslocar o calor das aletas das serpentinas de condensação para o meio externo. Nos condicionadores de ar e câmaras refrigeradoras, estes elementos desempenham papel muito importante. São responsáveis pela equalização do sistema, auxiliando na transformação do fluido do estado gasoso para o estado líquido e pela circulação do ar refrigerado, forçando a convecção que promove o conforto térmico do ambiente. Figura 2 – Ventiladores, Sopradores e Exaustores. Estas máquinas podem ter diferentes aplicações e apresentarem diferentes identificações por conta de suas operações. Podem ser identificados como ventiladores, sopradores ou exaustores. São máquinas utilizadas para dissipar o calor de ambientes e de máquinas e equipamentos, equalizando o ambiente com o equilíbrio da temperatura.