Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T04:44:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:07:50Z : No. of bitstreams: 1 83695.pdf: 3587604 bytes, checksum: d95d6c586835b6c88c23b55df8abd45a (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo apresentar um modelo numérico capaz de simular o comportamento dinâmico de refrigeradores domésticos. Para tanto o modelo leva em consideração a presença dos seguintes componentes: condensador, evaporador, compressor hermético alternativo e um tubo capilar. O modelo é capaz ainda de simular refrigeradores que empregam condensadores com movimentação forçada ou natural de ar. Como característica adicional, as resistências térmicas, necessárias à avaliação das trocas de calor, tanto do lado interno como do lado externo dos trocadores de calor, são avaliadas internamente pelo programa em cada intervalo de tempo. Comparações entre resultados numéricos e experimentais são apresentados e discutidos. Uma análise de sensibilidade,com o objetivo de mostrar as potencialidades do programa, é também apresentada.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:49:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277405.pdf: 2309735 bytes, checksum: e0d4ecbb633fc80b58eaa7e4ab08f15c (MD5) / O desenvolvimento de trocadores de calor compactos para aplicações em refrigeração doméstica tem sido o foco de diversos estudos, isso devido ao seu impacto na redução de custos e de consumo de energia, além de um melhor aproveitamento do espaço ocupado pelos componentes dos sistemas de refrigeração. Este espaço deve ser reduzido ao máximo para permitir um aumento do volume útil de armazenamento do refrigerador sem alterar as dimensões externas do produto. Devido ao seu baixo custo de manufatura, condensadores arame sobre tubo continuam como a opção mais vantajosa para a refrigeração doméstica. Tradicionalmente, tais trocadores de calor são projetados para operar sob convecção natural. No entanto, para altas capacidades de refrigeração, os benefícios da maior compacidade dos condensadores de convecção forçada acabam por superar o ônus do bombeamento do ar externo pelo trocador. Realizou-se inicialmente neste trabalho uma busca na literatura por configurações compactas de trocadores arame sobre tubo para posterior avaliação de seu desempenho termo-hidráulico. A configuração escolhida para análise (Ohgaki, 2002) foi aquela dotada da maior área de troca térmica por unidade de volume ocupado. Nela foram identificadas as principais características geométricas (número de passes de tubo e espaçamentos radial, entre arames e longitudinal), cujo efeito sobre o desempenho termo-hidráulico foi avaliado por meio da construção e teste de dezesseis protótipos. Um calorímetro de túnel de vento de circuito aberto foi projetado e construído, e medições de condutância térmica e de queda de pressão no lado do ar foram realizadas para valores típicos de vazão de ar encontrados em condensadores de convecção forçada. Os dados foram correlacionados em função de parâmetros adimensionais, como o fator j de Colburn e o fator de atrito de Fanning. Os coeficientes das correlações foram regredidos a partir das características geométricas com base no método proposto por Montgomery (2001). A regressão mostrou uma boa concordância com os dados experimentais, com erros máximos de 9,4% para a transferência de calor e 14,2% para a queda de pressão. Finalmente, uma análise quantitativa para a seleção da configuração mais viável do ponto de vista da aplicação é discutida. / The development of compact heat exchangers for domestic refrigeration applications has been the focus of several studies thanks to its impact in reducing material costs and energy consumption. It also allows for a more effective usage of the space occupied by the cooling system components, which increases the net storage volume of the refrigerator without changing the external dimensions of the product. Due to its low manufacturing cost, wire-on-tube heat exchangers are still the most advantageous condenser type for household refrigeration applications where, traditionally, natural convection is the dominant heat transfer mode. However, for high cooling capacity applications, the potential benefits of more compact forced convection wire-on-tube condensers illustrated above seem to overcome the costs and energy consumption involved in pumping the external air through the condenser. The starting point of the present work was a literature search for compact wire-on-tube heat exchanger configurations which would be subsequently evaluated on the basis of its thermal-hydraulic performance. The configuration chosen for a more in-depth analysis (Ohgaki, 2002) was the one with the largest heat transfer area per unit volume. The main geometric parameters were identified, namely, the number of tube passes, the radial, longitudinal and wire spacings, and their effect on the thermal-hydraulic performance has been assessed by means of the construction and testing of sixteen prototypes. An open-loop wind-tunnel calorimeter was designed and built, and measurements of thermal conductance and pressure drop on the air side were carried ou for values of air flow rate typical of those found in forced convection condensers. The data were correlated in terms of dimensionless parameters like the Colburn j-factor and the Fanning friction factor. The coefficients of the correlations were regressed based on the geometric parameters using the method proposed by Montgomery (2001). The agreement with the experimental data presented maximum errors of 9.4% for the heat transfer and 14.2% for the pressure drop. Finally, a quantitative analysis to provide the most viable configuration from the point of view of the application is discussed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T09:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276034.pdf: 2707070 bytes, checksum: 97705ed0f71ea01418283b83c3d6a615 (MD5) / Termoacustica é um fenomeno físico no qual um gradiente de temperatura em uma parede gera uma onda sonora ressonante, ou uma onda sonora ressonante gera um gradiente de temperatura em uma parede. Este fenomeno é utilizado para se obter gradientes de temperatura da ordem dos gradientes presentes em refrigeradores dom´esticos, utilizando energia sonora. O conceito de refrigeraçao termoacustica é ecologicamente correto pois utiliza apenas gases inertes, como o helio e o argonio, como gas de trabalho. O proposito deste trabalho é apresentar uma metodologia de projeto de um refrigerador termoacustico e tamb´em compreender o efeito das suas variaveis no seu desempenho. A metodologia aplicada consiste na definiçao do gas de trabalho, seguido do projeto do atuador, que entao possibilita o dimensionamento dos parametros de projeto do refrigerador termoacustico. Para o prototipo construido foi medido um gradiente de temperatura de 19oC entre os trocadores quente e frio, com 17oC de temperatura fria, 9oC abaixo da temperatura ambiente. Contudo, os resultados obtidos nao foram muito expressivos devido as dificuldades de mediçao encontrada, como vazamentos e confiabilidade. / Thermoacoustic is a physical phenomenon witch a temperature gradient in a wall generates an acoustic resonant wave, or an acoustic resonant wave generates a temperature gradient in a wall. This phenomenon was used to obtain temperature gradients using acoustic waves, gradients the same size as those present is household refrigerators. The thermoacoustic refrigeration is a green concept because it uses only inert gases like helium and argon as working gas. The goal of this work is to present a thermoacoustic refrigerator design methodology and also to understand the effect of its variables on its performance. The applied methodology consists in the working gas definition followed by the actuator project, witch enables the thermoacoustic refrigerator parameters dimensioning. The constructed prototype reached 19oC gradient temperature between the hot and cold heat exchangers, with 17oC at the cold heat exchanger and 9oC lower than room temperature. However the results were not very expressive due to measurement difficulties, like leakages and reliability.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:08:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335894.pdf: 3270568 bytes, checksum: 8cd03704da81158faacc9c281b2f2785 (MD5) Previous issue date: 2015 / Sistemas de refrigeração, tais como refrigeradores e congeladores, têm comportamento dinâmico lento. Esse fato contribui sobremaneira para que os ensaios relacionados ao controle de qualidade na produção dos mesmos demandem elevados tempos e, consequentemente, custos. Este trabalho analisa, de forma experimental, grandezas alternativas às tradicionalmente usuais - temperaturas no interior do sistema; potência consumida no transiente de partida do compressor - com potencial de indicação de defeitos em tempos reduzidos. Para tal análise, foram provocados e emulados defeitos de forma controlada em refrigeradores domésticos. A partir de revisão bibliográfica e de contato com especialistas de empresas fabricantes de sistemas de refrigeração e de componentes, foram identificados três defeitos típicos: obstrução na linha de líquido; vazamentos internos ao compressor; carga de fluido refrigerante fora do valor nominal. Três refrigeradores foram empregados como estudo de caso. Individualmente, os resultados foram bons, porém, quando analisados comportamento médio dos três refrigeradores, observou-se grande dispersão de comportamento. Os resultados mostraram que as formas propostas de aplicação de defeitos foram satisfatórias e passíveis de aplicação em investigações futuras, seguindo a linha deste trabalho. Quanto às grandezas analisadas para caracterização de defeitos, houve indicativo de potencial aplicação, em especial da potência elétrica. Porém, há necessidade de aprofundamento dos estudos para efetiva validação dos resultados alcançados.<br> / Abstract : Refrigeration systems as freezers and household refrigerators have slow dynamic behavior. Quality tests in these products production lines demand extensive time and costs. The current work analyses alternative features and properties, based on the systems quantities, with potential to reduce the demanded time in these tests by an experimental approach. To reach this objective, defects were emulated and applied on household refrigeration systems in a controlled way. From the literature review and the contact with refrigeration systems manufacturers experts three typical defects were identified: liquid line restriction; compressor inner leakages; refrigerant fluid overcharge and undercharge. Three household refrigerators were used as case of study. Individually, they presented good results, however large dispersions were found in the sample results composed by the three refrigerators. In the other hand, the proposed methods for application and emulation of defects were validated and may be used in this work line future applications. Electrical power consumption was identified as the most potentially capable quantity to identify defects on the analyzed refrigeration systems. Nevertheless deeper researches may be done to validate the achieved results.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:11:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322456.pdf: 4281919 bytes, checksum: 85496afed2e1f3001b8870448acd13a3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Dentre as diversas grandezas que contribuem para redução da eficiência dos compressores herméticos para refrigeração, as forças de atrito possuem destaque por, adicionalmente, influenciarem no tempo de vida do equipamento. Porém, mesmo com esse nível de importância, existe grande escassez de referências na literatura. Além disso, não existem até o presente momento, métodos para obtenção, de maneira direta, das forças de atrito do conjunto formado por pistão e cilindro. Os ensaios de perdas por atrito em compressores são de grande importância para avaliar o desempenho do mesmo frente a mudanças de materiais e de condições de operação. Este trabalho apresenta um estudo das fontes de atrito presentes em um compressor hermético alternativo, através do qual foram identificadas as grandezas que mais influenciam nas perdas por atrito: temperatura de interface; condições do ambiente; frequência de operação. O estudo culmina na proposição de uma concepção de bancada automatizada para medição de perdas por atrito e de um novo método para medição da força de atrito no par formado por pistão e cilindro. Para cumprir o objetivo, foi definido um compressor alvo e, a partir dele, foram estabelecidas condições de contorno. Com elas, foi possível a identificação de meios e métodos de medição compatíveis, exceto para a grandeza força de atrito. Constatada a inexistência de um transdutor que possibilite medir a força de atrito no conjunto pistão e cilindro, foi proposto um método que utiliza uma biela instrumentada com extensômetros metálicos. Através de um procedimento proposto, caracterizado por uma sequência de passos, acredita-se que seja possível a medição direta da força de atrito entre pistão e cilindro de um compressor.

Orientador: Jose Antonio Dermengi Rios / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-14T04:00:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilveiraJunior_Vivaldo_M.pdf: 5221008 bytes, checksum: d902006076cd6c717e576317410006d7 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Este trabalho descreve com detalhes a, construção, montagem, instrumentação, e testes de estanqueidade do protótipo experimental de um refrigerador solar por adsorção física, que usa o par carvão ativado / metanol. São analisados quatro testes de desempenho do equipamento. Os dados experimentais utilizados foram: energia solar incidente, temperatura e pressão do reator, temperaturas ambiente, do gabinete e da água estocada no reservatório. Este protótipo produziu 3.0 kg de gelo num ciclo de 24 horas com um Coeficiente de performance solar de 0.042, usando um coletor solar plano multitubular contendo 9.9 kg de adsorvente. Os parâmetros (Wo e D) da equação de Dubinin Raduskevich foram calculados com os dados experimentais para o par carvão ativado (Deion) e metanol. A faixa ótima da temperatura máxima do coletor foi estimada entre 90 e 100° C . Este conhecimento será útil para futuros estudos de otimização do sistema / Abstract: This study details the construction, instrumentation, and leak tests of an experimental prototype of a solar refrigerator by physical adsorption, using an activated carbon / methanol pair. Four performance tests of the equipment are analyzed. The experimental data utilized are solar energy temperature and pression of the reator, ambient temperature, temperature of the gabinet and temperature of water stornaged. The prototype produced 3,0 kg of ice in a 24 h cycle with a C.O.P.solar of 0,042 using a multipipe ftat-plate solar colletor containing 9,9 kg of adsorvent. The Dubinin-Raduskevich's equation parameters (Wo and D) are calculated with the experimental data for activated carbon (Deian) / methanol pair. The optimum temperature range for the colletor was predicted between 90 and 100°C. This knowledge will be useful to future studies to optimize the system / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores : Sergio Gama, Judit Zoltan Halasz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T21:38:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ordonez_JonhsonFrancisco_M.pdf: 1513568 bytes, checksum: a097d9b06c8f3c771775092a826e387b (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Os trocadores de calor criogênicos podem ser usados numa infinidade de sistemas onde devem-se promover trocas térmicas entre dois ou mais fluidos, a citar: Refrigeradores/Liquefatores de nitrogênio, h61io, hidrogênio, oxigênio, etc. Este trabalho consta, essencialmente, do dimensionamento, fabricação e testes de dois tipos de trocadores do calor usados em Refrigeradores/Liquefatores de ciclo Stirling: um trocador de calor compacto tipo casco-tubo o um trocador do calor regenerativo criogênicos. Na apresentação: 1) faz-se um esboço dos principais trocadores de calor usados em processos criogênicos; 2) apresenta-se os Refrigeradores/Liquefatores de ciclo Stirling; 3) finalmente, particulariza-se o dimensionamento, fabricação e tostes de dois tipos específicos de trocadores de calor para refrigeradoes criogênicos do ciclo Stirling: um trocador de calor regenerativo criogênicos, feito com 1g de cobre, e um trocador tipo casco-tubo do 11cm do diâmetro o 251 tubos de O,12cm do diâmetro / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Carlos Alberto Gasparetto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-17T18:48:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_JoseRicardo_M.pdf: 3085668 bytes, checksum: 3f6f821745cb52fe82cbc56a8cf57f86 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Foi estudado o desempenho de um congelador vertical (270l) contendo permanentemente 75kg de produto, a fim de atender mensalmente as necessidades de consumo no lar. Para tanto, foram observadas três situações comuns no Brasil na reposição dessa carga congelada: (a) por simples aquisição de produto pré-congelado de produto (15kg), conforme instruções do fabricante; e (c) congelando-se mensalmente a carga máxima admitida de uma só vez no congelador (75kg), prática comum de cozinhar os alimentos necessários em um único dia do mês e armazena-los no congelador para o resto do período..Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Performance of a home freezer (270l) containing permantly 75kg of product in order to attend monthly consumption requiriment was studied. Three common situations used in Brazil to continuously replace the load of product (only storage); (b) five times per month, freezing of a small load of product (15kg) following the manufacturer's instruction and (c) monthly, full load of unfrozen product placed at once in the freezer (75kg), because, here, it's a common pratice of cooking the food needs for one month in a single day and storing frozen for the rest of the period......Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T18:14:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:47:39Z : No. of bitstreams: 1 161665.pdf: 14881694 bytes, checksum: a159ab540723bbce95d8f0b3bf14a7de (MD5)

Orientador: André Luiz Seixlack / Banca: Elaine Maria Cardoso / Banca: Henor Artur de Souza / Resumo: Neste trabalho apresenta-se um modelo numérico para simular o escoamento e a transferência de calor entre o fluido refrigerante e ar externo em regime permanente e transiente ao longo de evaporadores de tubos aletados comumente usados em refrigeradores domésticos do tipo frost-free e sistemas de ar condicionado. O escoamento do fluido refrigerante é dividido em duas regiões: uma de escoamento bifásico e outra de vapor superaquecido. Considera-se a queda de pressão do escoamento no interior dos tubos e a condensação do vapor d'água do ar úmido que escoa em fluxo cruzado na parte externa dos tubos. O escoamento bifásico é analisado segundo o modelo homogêneo. As equações fundamentais de conservação da massa, da quantidade de movimento e de conservação da energia que governam o escoamento do refrigerante são resolvidas, respectivamente, para o cálculo da velocidade, da pressão e da entalpia específica do fluido refrigerante. Para o escoamento de ar, são resolvidas as equações de conservação da energia e de conservação da massa (umidade). Resolve-se, também, a equação da conservação da energia para a parede do tubo, para obter sua distribuição de temperatura. O modelo necessita ainda de equações constitutivas para o cálculo dos: fatores de atrito, coeficientes de transferência de calor para o ar e para o refrigerante, do coeficiente transferência de massa para a água e das propriedades termofísicas do refrigerante, do ar e da água. As equações governantes são integradas numericamente usando o método de Euler e o sistema de equações algébricas resultante é solucionado pelo método de Newton-Raphson. O modelo pode ser usado para: (a) determinar os parâmetros de desempenho do evaporador, tais como: capacidade de refrigeração, temperaturas de saída do refrigerante e do ar, dentre outros, desde que as condições de operação e os parâmetros geométricos... / Abstract: This work presents a numerical model to simulate the steady and transient flow and heat transfer between the refrigerant fluid and outside air along tube-fin evaporators commonly used in 'no-frost' household refrigerators. The refrigerant flow inside the tube is taken as one- dimensional and divided in a two-phase flow region and a superheated vapor flow region. The refrigerant pressure drop and the moisture condensation on the airflow crossing the outside of the tubes are taken into account. The homogeneous flow model is employed for the two-phase flow region. The fundamental equations of mass conservation, momentum and energy conservation governing the refrigerant flow are solved in order to evaluate the velocity, pressure and specific enthalpy of the refrigerant fluid. The energy and mass (humidity) conservation equations for the air flow are solved in order to evaluate the temperature and absolute humidity of the air crossing the evaporator, respectively. The energy conservation equation for the evaporator tube wall is also solved to obtain the wall temperature distribution. Furthermore, the model needs closer constitutive equations to calculate the friction coefficients, the refrigerant and air heat transfer coefficients, the water mass transfer coefficient and the refrigerant, air and water thermo-physical properties. The governing equations are integrated numerically using Euler's method and the resulting algebraic system of equations is solved by Newton-Raphson's method. The model could be used to: (a) determine evaporator performance parameters, such as: refrigeration load; outlet refrigerant and air temperatures; among others, since the evaporator operating conditions and dimensions are known. In this case a direct problem is solved from a set of inlet conditions for the refrigerant and also for the air; (b) determine the refrigerant mass flow rate along evaporator tubes, once its ... / Mestre