O escoamento metaestável de fluido refrigerante em tubos capilares é um fenômeno que ocorre freqüentemente nesse tipo de dispositivo de expansão, sendo responsável por aumentar o comprimento total de escoamento de líquido e a vazão mássica que escoa pelo tubo, afetando o desempenho desse componente do sistema de refrigeração por compressão de vapor. Portanto, a incorporação de correlações para previsão da ocorrência do fenômeno em modelos de simulação deve ser considerada. No presente trabalho foi realizado estudo experimental da ocorrência do escoamento metaestável de R-410A em tubos capilares adiabáticos, no qual se analisou o efeito dos principais parâmetros geométricos e operacionais no atraso de vaporização Δpsat e no comprimento do trecho de escoamento metaestável Lms. Os ensaios mostraram que existem tendências de variação bastante definidas para Δpsat e Lms, mesmo se for levada em conta a aleatoriedade dos dados experimentais. Esse fato permite concluir que o fenômeno da metaestabilidade, embora não possa ser bem representado pontualmente, pode ser adequadamente estudado de forma média, possibilitando a previsão de Δpsat e Lms. Os resultados experimentais foram a seguir utilizados para adequar uma correlação para previsão do atraso de vaporização previamente desenvolvida às condições do presente trabalho. O erro médio obtido na previsão do atraso de vaporização com a correlação obtida é de 21,8% e o modelo prevê 82% dos valores experimentais dentro da faixa de ±30,0%, que é um resultado semelhante ao de outros trabalhos da literatura.A correlação obtida foi então incorporada ao modelo de simulação de tubos capilares desenvolvido pelo autor, e os resultados da nova validação indicam que, para os tubos capilares com diâmetros de 1,089 e 1,381 mm, a incorporação praticamente elimina a diferença observada entre os valores experimentais e calculados quando esse efeito não é considerado. Já para o tubo de maior diâmetro (1,643 mm), as diferenças situam-se na faixa de +2,0 a +5,0% para a maioria dos casos. Dessa forma, pode-se concluir que, mesmo que se tenha verificado um erro relativamente elevado da correlação para previsão do atraso de vaporização, o modelo modificado de simulação de tubos capilares representa mais adequadamente o desempenho do componente com a incorporação da correlação obtida.

Refrigerant fluid metastable flow is a frequent phenomenon that occurs in capillary tubes. Such phenomenon increases liquid flow region length and mass flow rates, affecting the performance of this component of the vapor compression refrigeration cycle, and it is important to include correlations for predicting its occurrence in simulation models. This work presents an experimental study on the metastable flow of R-410A in adiabatic capillary tubes. The effect of main geometrical and operational parameters on the delay of vaporization Δpsat and metastable flow region length Lms is analyzed. Experimental results show that besides the randomness of the data, there are well-defined tendencies for Δpsat and Lms variations. This fact leads to conclude that the metastability phenomenon can be adequately analyzed in an average way, which allows predicting Δpsat and Lms. Experimental data were then used to modify a previously developed correlation for predicting delay of vaporization to present work conditions. The average error of obtained correlation is 21.8% and it predicts 82% of experimental results within a ±30.0% range, a similar result to other works. Obtained correlation was also included in a capillary tubes simulation model developed by the author, and the new validation of the model indicates that for capillary tubes of 1.089 and 1.381 mm inner diameter the inclusion nearly eliminates the difference between experimental and simulation data observed when this phenomenon is not taken into account. For capillary tube of 1.643 mm, difference ranges from +2.0 to +5.0% for most of the cases. This result indicates that despite the relatively high error of delay of vaporization predicting correlation, the capillary tube simulation model including such correlation more adequately represents the performance of this component of the refrigeration cycle.