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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.1995.tde-02062022-074518
Documento
Autor
Nome completo
Flávio Augusto Sanzovo Fiorelli
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1995
Orientador
Banca examinadora
Silvares, Otavio de Mattos (Presidente)
Brinati, Hernani Luiz
Yanagihara, Jurandir Itizo
Título em português
Modelagem e simulação de sistemas de refrigeração de pequeno porte com dispositivo de expansão constituído por tubo capilar.
Palavras-chave em português
Sistemas de refrigeração e ar condicionado
Resumo em português
Este trabalho apresenta um modelo matemático para simulação em regime permanente de sistemas de refrigeração de pequeno porte (refrigeradores e freezers) utilizando compressores herméticos alternativos, condensadores estáticos, evaporadores roll-bond e tubos capilares adiabáticos e não adiabáticos. Foram desenvolvidos modelos matemáticos específicos para cada um dos componentes do ciclo. Em relação ao tubo capilar, o modelo desenvolvido utiliza curvas de vazão mássica e variação de temperatura na linha de sucção em função dos parâmetros operacionais e geométricos, obtidas para uma geometria característica e posteriormente corrigidas para a geometria real. Foi também desenvolvido um modelo geral do ciclo, interligando as diversas rotinas e utilizando o método da secante para convergência das variáveis de interesse. Este modelo incorpora um procedimento para avaliação da carga de refrigerante no sistema. O programa de simulação deste modelo foi chamado de ciclo. Este modelo foi validado utilizando-se dados experimentais fornecidos por um fabricante nacional de refrigeradores e freezers. Os resultados numéricos apresentam uma boa concordância com os dados experimentais, na faixa de 3 a 5% em média. A análise de sensibilidade mostrou a forte dependência da eficácia do ciclo com a carga de refrigerante e as dimensões do capilar.
Título em inglês
Modeling and simulation of household refrigeration systems with capillary tube as expansion device
Palavras-chave em inglês
Refrigeration and air conditioning systems
Resumo em inglês
This work presents a mathematical model for steady state simulation of refrigerators and freezers using hermetic alternative compressors, static condensers, roll bond evaporators, and adiabatic or non adiabatic capillary tubes. A mathematical model for each component of the refrigeration system was developed. For the capillary tube, the mass flow rate and the suction line temperature increase are given as a function of operational and geometrical parameters for a characteristic geometry, and then corrected for the actual geometry. The general model of the cycle uses the secant method for convergence of the variables involved. Besides the component models, the general model incorporates also a procedure for evaluation of the refrigerant charge in the system. A computer program called CICLO, to simulate this model, was developed. The program was validated using experimental data provide by a Brazilian manufacturer of refrigerators and freezers. A good agreement between numerical results and experimental data was achieved. The differences between them were in the range of a 3 to 5%. Besides, a sensitivity analysis of the model was carried out, and the performance of the cycle has shown to be very dependent on the refrigerant charge and capillary tube dimensions.
 
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Data de Publicação
2022-06-02
 
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