Este trabalho apresenta os resultados de um estudo experimental sobre a ocorrência do atraso de vaporização no escoamento de misturas de fluidos refrigerantes em tubos capilares adiabáticos, com o intuito de aprimorar modelos de simulação do desempenho desse componente do ciclo de refrigeração previamente desenvolvidos. Foi realizada uma série de levantamentos experimentais para o R410A, uma mistura quase azeotrópica composta de 50% de HFC 32 e 50% de HFC 125 em base mássica, utilizando a unidade laboratorial para estudo de tubos capilares do Laboratório de Máquinas Térmicas do PMEEPUSP. Os sensores de temperatura foram posicionados adequadamente ao longo do tubo capilar, com maior concentração na região onde o atraso de vaporização tende a ocorrer, de forma a permitir uma determinação acurada do ponto onde se inicia a mudança de fase para diversas condições operacionais e geométricas. Primeiramente foram realizados estudos para caracterização de alguns parâmetros geométricos, como a medição dos diâmetros dos tubos capilares e a determinação das curvas de fator de atrito em função do n° de Reynolds para cada tubo capilar. A seguir foram realizados 27 ensaios, nos quais se obteve um total de 44 pontos experimentais, caracterizando o efeito de vários parâmetros geométricos e operacionais na diferença de pressão de saturação e no comprimento do trecho metaestável. Os dados obtidos foram correlacionados com os parâmetros experimentais no intuito de obter uma correlação para previsão da diferença de pressão de saturação no escoamento do R 410A em tubos capilares adiabáticos. A correlação obtida prevê 67% dos valores experimentais dentro da faixa de ± 26,4%, com um erro médio de 3,2%, resultado semelhante a outros trabalhos existentes na literatura. / This work presents the results of an experimental study on the occurrence of the delay of vaporization in the flow of refrigerant blends in adiabatic capillary tubes in order to improve previously developed models that simulate this component of refrigeration cycle. Experiments were carried out for R410A, a near azeotropic mixture composed of 50% of HFC 32 and 50% of HFC 125 on mass basis, using the capillary tubes laboratorial unit of the Mechanical Engineering Department of University of São Paulo. The temperature sensors was properly positioned along the capillary tubes, concentrated in the region where the delay of vaporization is expected to happen, to allow an accurate determination of the flashing point inception for a several operational conditions and geometries. Preliminary studies for characterization of some geometric parameters like capillary tubes diameters and determination of friction factor curves as function of the Reynolds number were performed. A total of 44 experimental points, collected from 27 runs, allowed the characterization of the effect of geometric and operational parameters on the underpressure of vaporization and metastable length. A correlation was developed for predicting the underpressure of vaporization as function of operational parameters and capillary tube geometry. The obtained correlation predicts 67% of experimental data within a ± 26,4% range, with an average error of 3,2%. This result is similar to other works in the literature.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-11052009-172931 |
| Date | 18 December 2008 |
| Creators | Silva, Carlos Augusto Simões |
| Contributors | Fiorelli, Flávio Augusto Sanzovo |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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