Relatorio termodinamica Indice Politropico

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

CAMPUS ITAJUBÁ

MARCOS H. MORBIDELLI JR. - 23790

TERMONIDINÂMICA I

DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE POLITRÓPICO

ITAJUBÁ

2014

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

CAMPUS ITAJUBÁ

MARCOS H. MORBIDELLI JR. - 23790

TERMODINÂMICA

DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE POLITRÓPICO

Relatório submetido à Professora Lucilene de Oliveira Rodrigues do Curso de Graduação em Engenharia Mecânica como requisito parcial para avaliação na disciplina de Termodinâmica.

ITAJUBÁ

2014

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO        3

        

1. OBJETIVO        3

        

3. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO        4

        

4. DADOS        6

        

5. RESULTADOS        7

        

4. CONCLUSÃO        8

        

5. REFERÊNCIAS        9

        

1. Introdução

O ramo da engenharia que aborda o estudo e aplicações do ar comprimido é a pneumática. Este ramo visa a compreensão do controle e uso da energia produzida quando o ar encontra-se com pressão maior que a atmosférica local. A compressão de um gás pode ser feita adiabaticamente ou com transferência de calor, dependendo da finalidade para a qual o gás está sendo comprimido.

Os gases comprimidos podem ser aplicados em diversas áreas, como:

- prensas pneumáticas;

- dispositivos de fixação de peças em máquinas ferramenta e esteiras;

- acionamento de portas de um ônibus urbano ou dos trens do metrô;

- sistemas automatizados para alimentação de peças;

- robôs industriais para aplicações que não exijam posicionamento preciso;

- freios;

- parafusadeiras e lixadeiras;

- broca de dentista;

- pistola de pintura;

- correio pneumático.

     Para que os gases sejam comprimidos, usa-se uma máquina chamada compressor, que aumenta a pressão do sistema elevando, assim, a energia utilizável de tal. Os compressores podem possuir vários estágios, sendo que a associação em série dos equipamentos tem com serventia assegurar desempenho de volume maiores, em pressões finais às vezes superiores. Níveis de pressão superiores requerem subsequentes estágios de compressão, para não comprometer a eficiência volumétrica e a durabilidade do produto.

2. OBJETIVO

O objetivo desse relatório é apresentar uma pesquisa sobre teoria de medição de índices politrópicos. Após a abordagem teórica, serão feitos cálculos das eficiências do processo de compressão que ocorre no compressor de dois estágios do laboratório de máquinas térmicas, para ar atmosférico em ambos os estágios, através de medidas de pressão e temperatura.

1.  Desenvolvimento Teórico

 

A seguir, o diagrama de Pressão (P) por Volume (V) de um compressão feita em dois estágios:

[pic 1]Figura 1: Diagrama Pressão (P) por Volume (V) de um compressão feita em dois estágios.

        

 

                

     O processo de compressão pode ser isométrico, isobárico, isotérmico, adiabático ou politrópico. No processo politrópico, quanto menor é o valor do índice politrópico “n”, menor será a potência requerida.

     O valor do índice “n” depende das características do processo e pode indicar qual tipo de compressão está ocorrendo, como mostram a tabela e a imagem abaixo:

Tipo de transformação:	Índice politrópico (n):
Isométrica	[pic 2] Cn = Cvo
Isobárica	[pic 3] Cn = Cpo
Isotérmica	[pic 4] Cn = [pic 5]
Adiabática	[pic 6] Cn = 0 ; [pic 7]

Tabela 1: Tipos de compressão de acordo com o índice politrópico.

[pic 8]

Figura 2: Diagrama de Pressão por Volume de acordo com o índice politrópico.

     O índice politrópico é calculado pela seguinte Equação:

[pic 9]

1. Dados

Valores no 1º e 2º estágio:

Nº de ensaios	Pressão do reservatório kgf/cm²				1º				2º
Patm mmHg	∆PA mmH2O	P1 kgf/cm²	P2 kgf/cm²	T1 (°C)	T2 (°C)	P3 kgf/cm²	P4 kgf/cm²	T3 (°C)	T4 (°C)
1	9	697	32,5	0,9151	1,8	25,8	120	1,8	10	86	129
2	8	697	32,5	0,9151	1,7	25,8	126	1,7	8,8	90	135
3	7	697	32,5	0,9151	1,6	25,8	130	1,6	7,8	91	137
4	6	697	32,5	0,9151	1,6	25,8	130	1,6	6,8	91	138
5	5	697	32,5	0,9151	1,6	25,8	131	1,6	5,8	92	135
6	4	697	32,5	0,9151	1,6	25,8	132	1,6	4,7	92	130