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Título: Bancada didática de máquina a vapor
Título(s) alternativo(s): Steam machine didactic workbench
Autor(es): Souza, Felipe Rossato de
Orientador(es): Martinelli Júnior, Luiz Carlos
Palavras-chave: Termodinâmica
Máquinas a vapor
Máquinas térmicas
Thermodynamics
Steam-engines
Heat-engines
Data do documento: 16-Nov-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: SOUZA, Felipe Rossato de. Bancada didática de máquina a vapor. 2017. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2017.
Resumo: Este trabalho elenca definições de propriedades termodinâmicas com o objetivo de auxiliar professores e estudantes de diferentes níveis de escolaridade no entendimento de ciclos termodinâmicos, em específico o ciclo de Rankine. Nele é apresentado o diagrama de Mollier (pressão x entalpia) representando as fases de transformação da água e seu comportamento perante a termodinâmica. Nesse sentido, apresenta-se o projeto de construção de uma bancada didática de máquina a vapor onde são calculados pressão e temperatura de trabalho, espessura de parede de vasos de pressão, potência de trabalho, carga térmica necessária, velocidade de escoamento do vapor e eficiência térmica ao final do ciclo, com o principal intuito de verificar o comportamento dos equipamentos presentes. São realizadas considerações para que a bancada possa ser didática, contando com a presença de manômetros para a leitura da pressão e termômetros para a leitura da temperatura em diferentes etapas do processo. A segurança estará à frente dos objetivos deste projeto pois conta com válvulas de controle, os próprios equipamentos de leitura que identificam se não há perigo de explosões e isolamento térmico que evita que pessoas se queimem devido às altas temperaturas, melhorando também o rendimento do equipamento, de forma a serem evitadas perdas de carga e a elevada formação de condensado devido a transformação térmica. Ao final do trabalho é listado o resultado dos cálculos realizados para projetar a bancada didática em diferentes tempos de transformação de água do estado líquido em vapor, levando em conta a necessidade de utilização, além de propor a sua construção efetiva.
Abstract: This work lists definitions of thermodynamic properties with the objective of assisting teachers and students of different levels of schooling in the understanding of thermodynamic cycles, specifically the Rankine cycle. In it, the Mollier diagram (pressure x enthalpy) representing the phases of water transformation and its behavior in the face of thermodynamics is presented. In this regard, is presented the project of the construction of a didactic workbench of a steam machine where working temperature and pressure, pressure vessel wall thickness, working power, required thermal load, vapor flow velocity and thermal efficiency at the end of the cycle are calculated, with the main purpose of verifying the behavior of the present equipment. Considerations are made so that the workbench can be didactic, counting on the presence of pressure gauges and thermometers for the pressure and temperature readings in different stages of the process. Safety will the main point of this Project, the reading equipment itself that identifies if there is no danger of explosions and thermal insulation that prevents people from burning due to high temperatures, also improving the efficiency of the equipment, in order to avoid loss of charge and the high formation of condensate due to thermal transformation. At the end of the work, the results of the calculations carried out to design the didactic workbench in different times of transformation of water from liquid to vapor are listed, taking into account the necessity of use, as well as proposing its effective construction.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9222
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