Modelagem do Escoamento de Fluidos Refrigerantes ao Longo de Componentes do Sistema de Refrigeração

Resumo

Neste projeto de pesquisa, propõe-se a análise do escoamento de fluidos refrigerantes ao longo de dois componentes comuns em sistemas de refrigeração domésticos: os tubos capilares não-adiabáticos e os condensadores do tipo arame-sobre-tubo. Essa análise é parte de um projeto mais amplo em que se pretende elaborar um modelo para simular o comportamento do sistema de refrigeração por compressão de vapor, a partir da combinação dos modelos individuais de cada componente do sistema. Modelos matemáticos serão elaborados para a simulação numérica do escoamento ao longo desses componentes. Para os tubos capilares não-adiabáticos, o escoamento será dividido em uma região onde o fluido refrigerante encontra-se no estado de líquido sub-resfriado e em outra de escoamento bifásico líquido-vapor. Para o condensador arame-sobre-tubo o escoamento ao longo do tubo será dividido em três regiões: monofásica, de vapor superaquecido, bifásica líquido-vapor e monofásica de líquido sub-resfriado. O escoamento bifásico será considerado a princípio como homogêneo, ou seja, serão consideradas condições de equilíbrio térmico e hidrodinâmico entre as fases. Inicialmente, condições de regime permanente serão assumidas e posteriormente será analisada a resposta dinâmica dos componentes às variações das condições de operação do sistema. Do ponto de vista tecnológico, esse é o principal interesse dos fabricantes de sistemas de refrigeração, pois na prática, condições de regime permanente são obtidas com menos freqüência e a necessidade de modelos de simulação do comportamento transiente do sistema é de fundamental importância. Os modelos desenvolvidos serão validados comparando-se os resultados numéricos com os dados experimentais disponíveis na literatura e/ou com aqueles obtidos por outros autores.