Plantas Piloto Educacionais de Química Aplicada
Unidade Educacional de Planta Piloto de Operações Unitárias para Determinação da Curva PVT do Dióxido de Carbono
Número do item : LPK-SPVT
O preço varia com base em especificações e personalizações
- Fluido de Trabalho
- Dióxido de Carbono (CO₂)
- Instrumentação Principal
- Manômetro de pistão, banho de água circulante de temperatura constante, display digital de temperatura
- Recursos de Segurança
- Escudo acrílico de alta pressão protetor, proteção contra sobretemperatura, manômetros duplos
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Introdução
A Planta Piloto Educacional de Operações Unitárias para Determinação da Curva PVT do Dióxido de Carbono é um sistema avançado de treinamento laboratorial projetado para departamentos de engenharia e ciências em nível universitário. Esta unidade permite que os estudantes investiguem o comportamento termodinâmico de substâncias puras usando dióxido de carbono ($CO_2$) como meio de trabalho. Ao facilitar a medição de dados de pressão, volume e temperatura (PVT) próximos à região crítica, a planta preenche a lacuna entre a termodinâmica teórica e as aplicações da engenharia física. Para acomodar diversos requisitos curriculares e layouts laboratoriais, a LABPARK oferece configurações personalizáveis para esta planta piloto, incluindo tanto componentes de hardware quanto sistemas de aquisição de dados de software.
Características Principais e Benefícios Educacionais
Projetada especificamente para professores universitários e instrutores de laboratório, esta planta piloto educacional simplifica o ensino de fenômenos termodinâmicos complexos através da operação prática e de evidências visuais claras.
- Visualização Direta de Fenômenos Críticos: A câmara de observação integrada e de alta visibilidade permite que os estudantes testemunhem a opalescência crítica, os limites de transição de fase e a transição característica das fases gás-líquido à medida que se fundem no ponto crítico.
- Instrumentos de Medição de Precisão: Equipada com um manômetro de pistão confiável e sistemas de controle térmico de alta precisão, a planta garante coleta de dados estável e reproduzível para traçar curvas isotérmicas.
- Mapeamento Isotérmico Abrangente: Os estudantes podem coletar e analisar sistematicamente dados termodinâmicos nas regiões líquida, gasosa e supercrítica, facilitando a construção manual ou digital de diagramas P-V do $CO_2$.
- Construção de Grau de Engenharia: Construída com uma estrutura de liga de alumínio industrial e rodízios bloqueáveis, a unidade combina robustez estrutural com facilidade de mobilidade dentro do laboratório.
- Design com Foco na Segurança: O sistema inclui escudos de segurança transparentes em torno dos componentes de alta pressão e indicadores de pressão analógicos claros para manter um ambiente de ensino seguro durante operações pressurizadas.
Detalhes & Partes
Especificações Técnicas e Escopo Experimental
As tabelas a seguir detalham os parâmetros técnicos da planta piloto e mostram como os módulos experimentais se relacionam com os princípios fundamentais de engenharia.
Especificações Técnicas
| Parâmetro | Descrição |
|---|---|
| Fluido de Trabalho | Dioxido de Carbono ($CO_2$) |
| Material da Estrutura | Liga de alumínio industrial de alta resistência com rodízios integrados |
| Dimensões Gerais | $\le$ 1480 mm × 580 mm × 1780 mm (C × L × A) |
| Instrumentação Chave | Manômetro de pistão, banho de água circulante de temperatura constante, display digital de temperatura |
| Características de Segurança | Escudo de acrílico protetor de alta pressão, proteção contra sobretemperatura, dois medidores de pressão |
Módulos Experimentais e Mapeamento Curricular
| Módulo Experimental | Atividade Laboratorial | Conceitos Físicos Chave Abordados |
|---|---|---|
| Determinação de Dados PVT | Medindo coordenadas de pressão, volume e temperatura em condições de temperatura constante. | Relações de estado P-V-T, envelopes de fase, fator de compressibilidade |
| Observação do Estado Crítico | Aquecendo o sistema até a temperatura crítica do $CO_2$ ($31.1^\circ\text{C}$) para observar o menisco desaparecer. | Ponto crítico, pressão crítica, temperatura crítica, opalescência crítica |
| Traçado de Curva Isotérmica | Registrando etapas de pressão-volume em múltiplas temperaturas para construir isotermas P-V. | Região de líquido subarrefecido, região de vapor superaquecido, curva de saturação, pressão de vapor |
Integração Curricular e Áreas Profissionais
Esta planta piloto é um recurso essencial para departamentos acadêmicos focados em Engenharia Química, Engenharia de Energia Térmica, Engenharia Ambiental e Engenharia de Processos de Alimentos (particularmente onde tecnologias de fluidos supercríticos são utilizadas).
Ao integrar este equipamento no currículo laboratorial, os instrutores podem apoiar diretamente tópicos encontrados em livros acadêmicos amplamente reconhecidos:
- Princípios Termodinâmicos: A unidade serve como uma contraparte física para tópicos em Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química, permitindo que os estudantes validem equações de estado (como Van der Waals, Redlich-Kwong) e explorem equilíbrio de fases, propriedades críticas e comportamento PVT de fluidos puros.
- Operações Unitárias: Alinhada com Operações Unitárias da Engenharia Química, a planta introduz os estudantes ao manuseio prático de sistemas pressurizados, propriedades dos fluidos sob temperaturas variáveis e os comportamentos de fase que regem os processos industriais de separação.
- Fenômenos de Transporte e Projeto de Processos: Conceitos discutidos em Processos de Transporte e Operações Unitárias e Projeto de Engenharia Química—como estimativa de propriedades físicas, comportamento de fase no fluxo de fluidos e monitoramento de vasos de pressão—são demonstrados através da instrumentação física e operação desta unidade em escala piloto.
Serviços de Personalização
Para garantir um alinhamento perfeito com o espaço laboratorial específico da sua instituição e os objetivos de ensino, tanto a arquitetura de hardware quanto os sistemas de controle de software desta planta piloto podem ser personalizados mediante solicitação. Seja para integrações específicas de sensores digitais, software de interface de computador personalizado ou modificações nas dimensões físicas para se adequar a bancadas existentes, a LABPARK fornece suporte de engenharia para atender às especificações exatas do seu departamento.
Sobre a LABPARK
A LABPARK passou mais de 20 anos servindo ao setor global de ensino superior, especializando-se no projeto e fabricação de equipamentos educacionais avançados. Nós nos concentramos em fornecer treinadores de engenharia robustos e plantas piloto em seis áreas acadêmicas principais: Química, Engenharia Química, Biotecnologia, Engenharia de Alimentos, Engenharia Farmacêutica e Engenharia Ambiental.
Impulsionada pela inovação e alinhamento acadêmico, a LABPARK detém 209 patentes técnicas e estabeleceu parcerias bem-sucedidas com mais de 289 universidades e faculdades em todo o mundo. Todas as atividades de pesquisa, desenvolvimento e fabricação são conduzidas em nossa moderna base de produção de 49.000 metros quadrados, garantindo que cada peça de equipamento laboratorial atenda a rigorosos padrões de engenharia antes da entrega.
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