Um modelo de formulação híbrida para a simulação térmica de compressores alternativos de refrigeração doméstica

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2012
Autor(a) principal: Sanvezzo Junior, Joel
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Engenharia mecânica
Compressores
Semicondutores
Link de acesso: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/100554
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2012.
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spelling Um modelo de formulação híbrida para a simulação térmica de compressores alternativos de refrigeração domésticaEngenharia mecânicaCompressoresSemicondutoresDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2012.Uma das maiores ineficiências termodinâmicas de compressores de refrigeração doméstica é associada à transferência de calor que ocorre à medida que o fluido refrigerante escoa pelo sistema de sucção e entra na câmara de compressão. O principal efeito deste processo, usualmente denominado superaquecimento, é a diminuição da eficiência volumétrica, devido à redução da densidade do gás, e da eficiência isentrópica, uma vez que o trabalho específico de compressão aumenta com a temperatura inicial de compressão. Para uma análise adequada do superaquecimento e de propostas para reduzir os seus efeitos negativos, deve-se ter meios de avaliar a distribuição de temperatura do compressor em diferentes alternativas de projeto. Contudo, as temperaturas nos componentes do compressor são afetadas por diversos fenômenos que interagem entre si, tornando a simulação do campo de temperatura particularmente difícil. O presente trabalho considera o desenvolvimento de um modelo para a simulação térmica de compressores alternativos de refrigeração, formado pela combinação de uma formulação integral para a convecção de calor em regiões de escoamento de gás e óleo lubrificante e uma formulação diferencial tridimensional para a condução de calor em componentes sólidos. Os coeficientes de transferência convectiva de calor são avaliados de correlações da literatura a fim de evitar a necessidade de medições para fins de calibração. Em função da presença de geometrias complexas de escoamento, para as quais não existem correlações disponíveis, procedeu-se uma análise de sensibilidade via DoE a fim de identificar aqueles coeficientes que necessitam maior atenção. O modelo foi aplicado na simulação térmica de um compressor alternativo em três condições de operação e as previsões de distribuição de temperatura e transferência de calor se mostraram em boa concordância com dados experimentais.<br>Abstract : One of the main sources of thermodynamic inefficiency in compressors is associated with heat transfer that takes place as the gas flows throughout the suction system and enters the compression chamber. This process is usually referred to as superheating and its main effect is the decrease of both the volumetric efficiency, due to the reduction of the gas density, and the isentropic efficiency, since the specific work of compression becomes greater as the gas temperature is increased. For a suitable analysis of gas superheating and proposals to reduce its negative effects, one must be able to verify the compressor temperature distribution according to different design alternatives. However, the temperature of each one of the compressor components is affected by several phenomena that act simultaneously, making the temperature distribution particularly difficult to predict. This work presents a simulation model for thermal analysis of reciprocating compressors formed by combining a lumped formulation for heat convection in fluid flow regions and a three-dimensional differential formulation for heat conduction in the solid components. Convective heat transfer coefficients were evaluated from correlations available in the literature so as to avoid calibration based on experimental data. Because some complex flow geometries in the solution domain have no correlation available, a sensitivity analysis was carried out via DoE to identify those coefficients that require more attention. The model was applied to a reciprocating compressor under three operating conditions and predictions for temperature distribution and heat transfer were seen to be in good agreement with measurements.Deschamps, Cesar JoseUniversidade Federal de Santa CatarinaSanvezzo Junior, Joel2013-06-25T20:18:11Z2013-06-25T20:18:11Z20122012info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis174 p.| il., grafs., tabs.application/pdf314949http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/100554porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2013-06-25T20:18:11Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/100554Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732013-06-25T20:18:11Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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