Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:54:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1
304880.pdf: 3296956 bytes, checksum: 5d2475c7c0f1114bb33db6426fa93aff (MD5) / A distribuição de temperatura em componentes de compressores afeta as suas eficiências volumétrica e isentrópica, bem como a sua confiabilidade e a lubrificação hidrodinâmica dos mancais. Apesar da importância de conhecer essa distribuição de temperatura, a transferência de calor associada é de difícil modelação, sendo influenciada pela eficiência do motor elétrico, pelo atrito viscoso nos mancais e pelo escoamento de fluido refrigerante e óleo lubrificante. A presente dissertação apresenta um modelo de simulação térmica desenvolvido para prever as temperaturas de diferentes componentes de um compressor alternativo de refrigeração doméstica. O modelo leva em consideração os principais mecanismos de troca de calor no interior do compressor, como condução, convecção, radiação e advecção decorrente do escoamento do óleo e do gás refrigerante. Com este objetivo, a equação da conservação da energia foi aplicada e resolvida numericamente em 63 elementos geométricos simplificados do compressor, empregando um circuito térmico equivalente e correlações de troca de calor disponíveis na literatura. Assume-se que o compressor opera em regime plenamente cíclico e resolvem-se os processos de compressão e de transferência de calor de forma acoplada. Após a validação do modelo, procede-se uma análise detalhada da transferência de calor no interior do compressor em diferentes condições de operação. Resultados são apresentados para a temperatura e o fluxo de calor em cada um dos componentes, permitindo a quantificação de parâmetros de eficiência global do compressor. / The temperature distribution in a reciprocating compressor affects its volumetric efficiency, lubrication and reliability. Nevertheless, the modeling of all heat transfer processes that take place in such application is a difficult task because it is strongly related to the efficiency of both the electrical motor and the crankshaft mechanism, and also the flow of lubricating oil and refrigerant fluids inside and outside the compression chamber. This dissertation presents a model based on the thermal network circuit aproach developed to predict the temperature of the components of a reciprocating compressor. The model takes into account the main heat transfer mechanisms, such as conduction, convection, radiation and advection due to the flow of oil and refrigerant. The compressor is divided into 63 simplified geometry elements in which the energy equation is applied and solved numerically, by using a thermal network circuit and heat transfer correlations available in the literature. The compressor is assumed to be in a cyclic steady-state operating condition, with the compression process and heat transfer being modeled in a segregated but coupled manner. The thermal network circuit model is computionally inexpensive and allows a thorough understanding of the heat transfer process in the compressor. After being validated with reference to experimental data, the model is used to investigate heat transfer in a reciprocating compressor under different operating conditions. Results are provided for the temperature and heat flux at different components and also for the compressor overall eficiency.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/99486 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Haas, Daniel Alberton |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Deschamps, Cesar Jose |
| Publisher | Florianópolis |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 127 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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