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Type: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: Simulação numérica da refrigeração por compressão de vapor aplicada a uma bancada didática
Author: Barbosa, Marcel Guilherme Xavier
First Advisor: Benito, Yipsy Roque
Referee Member: Bohorquez, Washington Orlando Irrazabal
Referee Member: Bastos, Flávia de Souza
Resumo: Simulações numéricas do ciclo de refrigeração por compressão de vapor são amplamente utilizadas em estudos paramétricos, projetos e otimizações de ponto de operação. Os modelos dos trocadores de calor são por zonas, separando as zonas de vapor superaquecido, condensação e sub-resfriamento no condensador, e para o evaporador tendo as zonas de evaporação e vapor superaquecido. No compressor tem-se um modelo semi-empírico amplamente utilizado na literatura, e no dispositivo de expansão, tem-se um tubo capilar modelado por correlações empíricas. O ciclo foi simulado conectando-se os componentes em série por aproximações sucessivas, onde ajusta-se os parâmetros operacionais por meio de repetidas iterações até o modelo convergir. A simulação é aplicada a uma bancada de refrigeração e validada usando valores experimentais. As análises paramétricas foram da variação da temperatura de condensação e a variação da temperatura ambiente. Os modelos apresentaram variações inferiores a 10% entre o experimental e o numérico, mesmo ao simular o ciclo inteiro com apenas a temperatura ambiente e a pressão de condensação como parâmetros de entrada.
Abstract: Numerical simulations of the vapor compression refrigeration cycle are widely used in parametric studies, designs and point-of-operation optimizations. The models of heat exchangers are by zones, separating the zones of superheated steam, condensation and liquid subcooling in the condenser, and for the evaporator having the evaporation and superheated steam zones. In the compressor there is a semi-empirical model widely used in the literature, and for the expansion device, there is a capillary tube modeled by empirical correlations. The cycle was simulated by connecting the components in series by successive approximations, where the operational parameters are adjusted through repeated iterations until the simulation converges. The simulation is applied to a refrigeration bench and validated using experimental values. The parametric analyzes were of the variation of the condensation temperature and the variation of the ambient temperature. The models showed variations of less than 10 % between the experimental and the numerical, even when simulating the entire cycle with only the ambient temperature and the condensation pressure as input parameters.
Keywords: Simulação numérica
Ciclo de refrigeração
Transferência de calor
Modelagem computacional
Numerical simulation
Refrigeration cycle
Heat transfer
Computational modeling
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Access Type: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13034
Issue Date: 18-Mar-2021
Appears in Collections:Engenharia Mecânica - TCC Graduação



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