Estudo do fenômeno de adsorção para aplicação em sistemas de refrigeração

Abstract

Este trabalho realiza um estudo referente ao fenômeno da adsorção, focando em possível aplicação em sistemas de refrigeração. O objetivo é identificar a capacidade que o carvão apresenta para adsorver o formiato de metila, fluido selecionado devido a sua compatibilidade e propriedades de saturação. Foi construída uma câmara na qual uma massa mensurada de carvão foi posta dentro, e em seguida feito um vácuo parcial. Após isso inseriu-se o fluido que atuou como adsorvato no processo, o formiato de metila. Ao ser inserido ele evaporava rapidamente devido ao vácuo ali presente, e na forma de vapor, era adsorvido pelo carvão. Esse processo retirava partículas de formiato de metila da atmosfera interna da câmara, tornando o ar ali presente mais rarefeito, e diminuindo a pressão novamente até um determinado ponto. Os experimentos foram feitos iterativamente afim de se coletar dados, e os mesmos foram plotados em um gráfico a partir de uma tabela. Por meio de computação numérica foi feita uma regressão polinomial para encontrar as equações que descrevessem os gráficos, substituídas na Equação dos Gases Ideais, e feito a derivação da massa em relação ao tempo, para assim encontrar a taxa de adsorção. Foi feito a análise dos resultados obtidos referente ao comportamento do fenômeno nas experimentações feitas e realizada análise estatística dos números obtidos. Os experimentos e sua investigação, demonstrou que a capacidade de gerar gradientes de pressão do par adsorvente/adsorvato estudado é considerável, e pode ser utilizada para testes em protótipos.

This work carries out a study on the phenomenon of adsorption, focusing on potential applications in refrigeration systems. The objective is to identify the capacity of coal to adsorb methyl formate, a selected fluid due to its compatibility and saturation properties. A chamber was constructed in which a measured mass of coal was placed, and then a partial vacuum was created. After that, the fluid, acting as the adsorbate in the process, methyl formate, was introduced. Upon insertion, it evaporated rapidly due to the vacuum present, and in vapor form, it was adsorbed by the coal. This process removed methyl formate particles from the internal atmosphere of the chamber, making the air less dense and reducing the pressure again to a certain point. Experiments were conducted iteratively to collect data, and the data were plotted on a graph from a table. Through numerical computation, a polynomial regression was performed to find the equations that described the graphs, substituted into the Ideal Gas Equation, and the mass was then derived with respect to time to find the adsorption rate. An analysis of the results obtained regarding the behavior of the phenomenon in the conducted experiments was carried out, and a statistical analysis of the obtained numbers was performed. The experiments and their investigation demonstrated that the ability to generate pressure gradients of the studied adsorbent/adsorbate pair is considerable and can be used for testing in prototypes.