Estudo teórico e experimental do escoamento de fluidos refrigerantes através de tubos capilares adiabáticos e não adiabáticos. - Paiva, Marco Antonio Soares de (1997)
Quando uma ciclo de refrigeração por compressão de vapor é analisado, uma das variáveis mais importantes é a vazão de fluido refrigerante que circula pelo sistema. Ela resulta do equilíbrio entre a operação do compressor e do elemento de expansão. O tubo capilar é o elemento de expansão normalmente utilizado em sistemas de refrigeração de pequeno porte como os do refrigeradores, freezers e aparelhos de ar condicionado de janelas domésticos. Muito embora seja muito mais simples e muito mais barato do que o compressor, o tubo capilar tem praticamente a mesma importância do que aquele na determinação da vazão de refrigerante. O tubo capilar é ainda hoje dimensionado por métodos empíricos e semiempíricos, apesar dos grandes avanços havidos nos campos da mecânica dos fluidos, teoria de escoamento bifásico, transferência de calor e cálculo numérico. O método ASHARAE de seleção foi desenvolvido para tubos capilares adiabáticos com R12 e R22. O método pode ser adptado de forma grosseira para tubos capilares não adiabáticos considerando que na região de troca de calor existe apenas escoamento de fluido refrigerante em fase líquida. Até 1991 havia muito poucos trabalhos tratando de tubos capilares não adiabáticos. Quando a presente pesquisa foi iniciada, não havia nenhuma publicação analisando o tipo de trocador de calor tubo capilar- linha de sucção utilizado no Brasil (trocador de calor de tubos concêntricos). Um programa de simulação matemáticado escoamento de refrigerantes através de tubos capilares não adiabáticos e adiabáticos é desenvolvido no presente trabalho. Ele permite tanto o projeto como a simulação do desempenho (cálculo de vazão mássica) de tubos capilares. A versão de simulação é adequada para ser utilizada em um programa que simula globalmente o desempenho de refrigerado ou freezer. O modelo matemático utiliza o modelo homogêneo para o escoamento bifásico. ) A questão da estabilidade de cálculo foi considerada com cuidado, uma vez que trabalhos anteriores mencionavam alguma dificuldade no tratamento deste item. Para validação do modelo matemático foi construído uma unidade experimental de avaliação do desempenho de tubos capilares adiabáticos e não adiabáticos. Ela não utiliza um ciclo de refrigeração mas, ao contrário, foi concebida para permitir ensaios em lotes. Como o compressor não é utilizado, pode-se realizar ensaios com fluido puro, sem óleo.