Propriedades da solução Amônia-Água(NH3-H2O) - Refrigeração por absorção

      Essa postagem é uma contribuição para aqueles que assim como eu passaram por dificuldades ao ler o diagrama de equilíbrio Amônia-Água (NH3-H2O) no momento de projetar ciclos de refrigeração por absorção.

 

Diagrama de equilíbrio NH3-H2O 

fonte: ASHRAE

    

    Como o diagrama apresenta um emaranhado de linhas com muita informação combinada em apenas uma figura fica fácil cometer algum erro no momento da leitura. Para diminuir a chance de cometer erros e melhorar a acurácia na obtenção da informação, eu busquei na literatura especializada as equações pertinentes para os cálculos. Seguem abaixo as equações:

Fonte: PÁTEK. J.; KLOMFAR, J. Simple functions for fast calculations of selected thermodynamics properties of the ammonia-water system. Internationa Journal of Refrigeration, 18(4), pp. 228-234, 1995.  

 T=temperatura; P=pressão; x=fração molar de amônia(NH3) para mistura no estado liquido; y=fração molar de amônia(NH3) para mistura no estado de vapor

 

 Equação da temperatura em função da pressão e fração molar de amônia(NH3) para mistura no estado liquido

  Equação da entalpia em função da temperatura e fração molar de amônia(NH3) para mistura no estado liquido

 

  Equação da temperatura em função da pressão e fração molar de amônia(NH3) para mistura no estado de vapor

 

  Equação da entalpia em função da temperatura e fração molar de amônia(NH3) para mistura no estado de vapor

     Apesar de completamente empíricas as equações apresentam um excelente resultado para pressões até 30bar.

     Setar as equações é um trabalho razoável, no caso da HP50g precisa conhecer alguns macetes da calculadora.  Entretanto usuarios da HP50g podem baixar o arquivo que compartilho nesse Link

Projeto conceitual de um saca rolhas

Nesse post apresentarei resumidamente o projeto de saca rolhas  feito por min para a disciplina de desenvolvimento de produtos. O projeto se dividiu em pesquisa mercadologica, projeto informacional e projeto conceitual.

O interresante da primeira etapa foi conhecer diversos saca rolhas que não havia visto antes.

·         Modelo em “T”

Modelo mais tradicional, exige força, porém é simples, durável e portátil

Designer (do objeto da imagem): Irmãos Campana

Preço: R$ 400 (submarino.com)

Fig 1 - modelo em "t"

fonte: http://www.submarino.com/

 ·         Modelo alavanca única

Conhecido como “sommelier knife”, utiliza-se de um apoio e uma alavanca para a retirada da rolha. É portátil, bonito e exige menos esforço que o modelo “T”, porem tem mais peças em sua construção
Designer: Karl Wienke (1882)  
Preço: R$ 49,90 (extra.com)

Fig. 2 - Modelo alavanca unica

fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Saca-rolhas

·         Modelo “screwpull”

Modelo de grande aceitação no mercado contemporâneo. É grande e extravagante, porem uma alavanca em conjunto de engrenagens faz com que a retirada seja rápida e leve. Designer: Herb Allen

Preço: R$ 209,50 (submarino.com)

Fig. 3 - modelo "screpull"

Fonte: http://corkscrew.com/images-screwpull/screwpull-lever.jpg

·         Modelo “Double screw”

Conhecido no Brasil por modelo contra rosca. Conta com uma rosca quadrada ou trapezoidal na mesma peça da haste, que facilita a inserção e a retirada. Ao continuar girando a alavanca a rolha é ejetada.

Designer: A.M. Perille (modelo em madeira, frança, inicio do século passado); Edwin Jay (modelo em bronze, Itália, inicio do século passado)

Fig. 4 - modelo "double screw"

Fonte: http://corkscrew.com/index.html

Para o projeto informacional, entrevistei um amigo do meu pai apreciador de vinhos, ele disse varias coisas que ajudaram a formular melhor a idéia. Pulando a etapa das necessidades do cliente e Resumindo os requisitos do cliente num quadro:

Fig. 5 - requisitos do cliente para o saca rolhas

Dessa forma optamos pelo modelo "double screw", e definimos o principio de solução, resumida no esboço abaixo

 Fig. 6 - diagrama de linhas

Então chegamos ao meu primeiro esboço da arquitetura do produto. Desculpem a péssima qualidade do scanner

 Fig. 7 - arquitetura do produto

E por fim, o design final, com algumas melhorias e renderizado.

até a proxima



Reforma de bicicleta

       Fuçando o ferro velho do meu sogro atrás de algo interessante, ela sorriu para mim e disse "venha e me transforme"
Uma linda monark brisa da década de 80. Já comecei

Book Review - Design Emocional (Donald A. Norman)

NORMAN, DONALD. Design Emocional: Por que adoramos (ou detestamos) os objetos do dia-a-dia.  1ª ed. Rio de Janeiro: Rocco, 2008. 278p.

Titulo Original: Emotional Design: Why we love (or hate) everyday things.
Primeira publicação: 2004.

Em uma palavra: Recomendadíssimo. Ao meu ver nós do ramo da engenharia temos a afeição por dimensionar objetos e sistemas, mas muitas vezes não somos suficientemente qualificados para uma etapa anterior (e primordial), a concepção. Justamente esse aspecto, a concepção de produtos, é que o livro se dedica a abordar.

A idéia central do livro é discutir uma teoria sobre a emoção relacionada aos objetos que nos cercam. A trama se desenrola através do olhar de psicologo e cientista cognitivo de  Donald Norman (graduado em engenharia elétrica e PhD em psicologia). 

O Autor abre o livro discutindo a emoção sobre a perspectiva do design, a importância da reação emocional nas pessoas e como coisas bonitas funcionam melhor. Nesse ponto ele introduz o ponto chave da sua teoria, o desdobramento do design em três aspectos relativos a estruturas do cérebro: 

1. Design visceral - diz respeito as aparências
2. Design comportamental - diz respeito ao prazer e efetividade de uso
3. Design reflexivo - diz respeito a racionalização, intelectualização

O design visceral está associado ao nível biológico das reações, e de certa forma é o que a natureza faz. Como exemplo a simetria dos seres, a textura e aparência de flores,  as cores de pássaros machos. O nível visceral é responsável por aquela sensação exercida por carros com linhas expressivas, curvas sensuais e superfícies lisas, ou ainda  "quero comprar, mas para que serve?".

Já o design comportamental diz respeito ao uso. A aparência não importa, o desempenho importa. Nesse nível a função vem em primeiro lugar. Se um objeto não faz nada interessante, então quem se importa quão bem ele funciona?

O design reflexivo ocupa um território vasto. Tudo diz respeito a mensagem, a cultura e ao significado do uso. Está relacionado a experiência e a lembranças pessoais.  Quando você se identifica com um design por questões culturais (marcas, artigos que lhe trazem alguma lembrança, arte) então seu cérebro está atuando no nível reflexivo. Não há nada pratico e biológico nas respostas.

Entretanto não pense que agora você já entendeu tudo.  O que faz o livro ser tão interessante é a forma como Norman fundamenta sua teoria e os exemplos que cita ao longo do texto, embasando suas idéias. 

Os três bules de chá. Da esquerda para direita: O bule impossível do artista plastico francês Jacques Carelman; O bule de chá Nanna de Michael Graves; o bule de chá inclinado Ronnefeldt.

Em qual aspecto do design se enquadra cada bule?

Mechanical Principles (1930) - Ralph Steiner

Edição do filme Mechanical Principles de Ralph Steiner (1930). Muito interessante, mostra diversos tipos de mecanismos e engrenamentos.

Fator de Compressibilidade para o AR (exemplo de programção naHP50g)

      Nesse post é feito uma breve revisão sobre o fator de compressibilidade. Também apresenta-se um método iterativo para obtenção de seu valor numérico em dada temperatura e pressão. Um algorítimo de exemplo em USER RPL  (HP50g-modo algébrico) é disponibilizado.

      O fator de compressão diz respeito ao desvio entre o comportamento de gases reais e ideais. O modelo de gás ideal tende a falhar em temperaturas baixas ou altas pressões, necessitando de correção.

Exemplo de desvio de comportamento em relação a gases ideais (neste caso nitrogênio)

Fonte: http://www.chem.ufl.edu/~itl/4411/lectures/lec_e.html

       O fator de compressibilidade é expresso pela relação:

      Existem vários métodos para encontrar o fator de compressibilidade em determinadas condições de pressão e temperatura. O método clássico é buscar a informação em diagramas disponíveis na bibliografia especializada. Um outro método que se baseia numa modificação da equações de estado de Redlich-Kwong é apresentado. Trata-se de um método iterativo.
      O algorítimo demonstrado é proposto por Tapan Kumar Sen, publicado por Breno Tresoldi Minzon e Fábio Malavazzi Santilio. O programa original que opera em notação polonesa reversa (RPN) está disponível em http://www.hpcalc.org/details.php?id=5806.

       A abordagem proposta é iterativa, tornando interessante a utilização de computadores programáveis. O método consiste em chutar um valor inicial para “Z” e iterativamente alcançar a convergência entre as formulas a seguir:

       Onde Pr é a pressão reduzida, dada por Pr= P/Pc. Tr é a temperatura reduzida, dada por Tr=T/Tc. As constantes Pc e Tc são a pressão critica e a temperatura critica do gás. Os valores para alguns gases são apresentados na tabela abaixo.

Fonte: http://www.engineeringtoolbox.com/gas-critical-temperature-pressure-d_161.html

       Como geralmente estou interessado em propriedades do ar (compressores, motores a combustão interna) o programa demonstrado está construído para tratar diretamente com esse gás. 

        Abaixo segue o exemplo em USER RPL, para ser utilizado com a calculadora em modo Algébrico.

<< HEAD(INFORM("fator de compressibilidade",{{"T:","Kelvin",0},{"P:","bar",0}},{1,0},{},{})) \-> L
  << L(1) -> T
    << L(2) -> P
      << 1|>Z ; P/37.71|>Pr ; T/132.65|>Tr ; .00001|>Ge ;
        DO .08664*Pr/(Z*Tr)|>k ; 1/(1-k)-4.9339796/Tr^1.5*(k/(1+k))|>Zrk ; Z-Zrk|>E ; Zrk|>Z ;
        UNTIL Ge>E
        END ; PURGE({'E','Ge','Zrk','k','Tr','Pr'}) ; Z
    >>
  >>
>>

O programa pode ser baixado no link: Fator de compressibilidade HP50g modo algébrico