Processos Industriais - Automação - Aula 01

O curso de Automação propicia uma formação tecnológica generalista com conhecimentos teóricos e práticos de processos industriais, e uma cultura geral sólida para absorver novas tecnologias, atuando de forma crítica e criativa na identificação e resolução de problemas, de forma contextualizada, considerando os aspectos relevantes da nossa realidade. A Automação proporciona ao profissional conhecimentos de controle de processos, instrumentação, dispositivos eletrônicos, circuitos elétricos, acionamentos de máquinas elétricas, equipamentos eletro-hidráulicos, eletro-pneumáticos e de redes industriais dedicados à automação e instrumentação industrial. O curso de Automação tem um crescente campo de atuação nas indústrias, que cada vez mais têm buscado tecnologia de última geração, equipamentos modernos e a automatização de seus processos de produção. No campo profissional, poderá atuar na indústria siderúrgica, celulose e papel, naval e aeronáutica, metalúrgica e metalmecânica, alimentícia, mármore e granito, pisos, azulejos e cerâmica, plásticos e similares, petroquímica e em todos os segmentos do setor eletroeletrônico. Processos industriais são transformações que acontecem em uma substância modificando sua estrutura molecular. Estas transformações têm início e final bem definidos e podem ser monitorados e controlados. São procedimentos que envolvem a fabricação de um produto. Existem substâncias que reagem dentro de um processo de forma natural ou propositalmente forçadas para somar uma nova característica a este processo. Num processo de fabricação podemos ter a mistura de várias substâncias em uma batelada no interior de um reator. Os elementos desta matéria-prima irão reagir de forma natural ou proposital(com adição de reagentes), em etapas de bateladas sucessivas até alcançar a etapa final. Nesta etapa, teremos o produto e alguns subprodutos que podem ou não ser reaproveitados no mesmo processo, sendo descartados como resíduo. Os processos cíclicos são aqueles em que o estado inicial e o estado final da substância se coincidem. Mas, não são todos os processos que reagem desta forma, temos que levar em conta as propriedades termodinâmicas de cada substância. As propriedades termodinâmicas irão definir se o processo sofrerá alterações por causa do calor. Algumas substâncias sofrem influência direta do calor e reagem ganhando ou perdendo energia. Esta relação é definida como energia interna de um sistema, podendo ser observada como energia potencial ou cinética, ou seja, energia acumulada ou energia liberada por este sistema. O aproveitamento desta energia gerada é conhecido pelo termo Entalpia, direcionamento energético que geralmente resulta em outra energia. Já quando este sistema apresenta um estado de desordem, denominamos Entropia ou fuga de energia do sistema, resultando em uma escala maior de perdas. Num processo termodinâmico o calor pode ser transformado em trabalho, para que isto seja possível e para que esta condição tenha continuidade, o próprio sistema deve ser estimulado a realizar transformações de forma que este retorne ao seu estado inicial. Este processo é chamado de cíclico ou reversível. Os ciclos podem ser abertos, quando necessitam de reposição da sua substância combustível. Ou fechados quando a conservação da substância combustível está numa unidade selada. O físico francês Nikolas Carnot(foto), considerado pai da termodinâmica, definiu estes dois sistemas como sendo uma máquina térmica, quando o sistema recebe calor e fornece trabalho em forma de outra energia, através da transformação do combustível líquido em gasoso, que resulta na transformação da energia térmica(calor)em energia mecânica(torque). Na máquina frigorífica, o sistema recebe trabalho através de uma energia eletromecânica e absorve calor, através da reação endotérmica sofrida pelo fluido refrigerante. Nos sistemas termodinâmicos, encontramos uma substância em diferentes estados, variando conforme a temperatura, a pressão e o volume.

Refrigeração - Eletrotécnica - Aula 03

Os sistemas físicos que encontramos na Natureza consistem em um agregado de um número muito grande de átomos. A matéria está em um dos três estados: sólido, líquido ou gasoso: Nos sólidos, as posições relativas (distância e orientação) dos átomos ou moléculas são fixas. Nos líquidos as distâncias entre as moléculas são fixas, porém sua orientação relativa varia continuamente. Nos gases, as distâncias entre moléculas, são em geral, muito maiores que as dimensões das mesmas. As forças entre as moléculas são muito fracas e se manifestam principalmente no momento no qual chocam. Por esta razão, os gases são mais fáceis de descrever que os sólidos e que os líquidos. O gás contido em um recipiente, é formado por um número muito grande de moléculas, 6.02·10²³ moléculas em um mol de substância. Quando se tenta descrever um sistema com um número muito grande de partículas resulta difícil (é impossível) descrever o movimento individual de cada componente. Por isto mediremos grandezas que se referem ao conjunto: volume ocupado por uma massa de gás, pressão que exerce o gás sobre as paredes do recipiente e sua temperatura. Estas quantidades físicas são denominadas macroscópicas, no sentido de que não se referem ao movimento individual de cada partícula, e sim do sistema em seu conjunto. Denominamos estado de equilíbrio de um sistema quando as variáveis macroscópicas pressão p, volume V, e temperatura T, não variam. O estado de equilíbrio é dinâmico no sentido de que os constituintes do sistema se movem continuamente. O estado do sistema é representado por um ponto em um diagrama p-V. Podemos levar o sistema desde um estado inicial a outro final através de uma sucessão de estados de equilíbrio. Se denomina equação de estado, a relação que existe entre as variáveis p, V, e T. A equação de estado mais simples é a de um gás ideal pV=nRT, denominada Equação de Clapeyron(foto), onde n representa o número de mols, e R a constante dos gases R=0.082 atm·l/(K mol). Geralmente para fins de cálculos, igualamos n=1 assim teremos uma nova composição da equação de Clapeyron, onde n será desprezível e R=0,082(constante dos Gases). Desta forma(p.V=R.T), podemos calcular as variações da pressão, do volume ou da temperatura do fluido refrigerante. Denominamos energia interna do sistema a soma das energias de todas as suas partículas. Em um gás ideal as moléculas somente tem energia cinética, os choques entre as moléculas são supostos perfeitamente elásticos, a energia interna somente depende da temperatura. Na máquina frigorífica(processo de refrigeração), o sistema recebe trabalho, através de uma energia eletromecânica que comprime o fluido refrigerante e fornece calor em forma de energia. A reação sofrida pelo próprio fluido(endotérmica), absorve toda energia do meio, pois o corpo de maior temperatura cede calor para o corpo de menor temperatura. Desta forma temos um processo cíclico fechado e reversível que acontece pelas variações que o fluido sofre na sua composição molecular, onde levamos em conta a relação variação de temperatura e estado que traduzimos como sendo calor sensível e calor latente.