[pt] Desenvolveu-se um modelo de simulação para trocadores de calor de placas
soldadas (BPHE – Brazed Plate Heat Exchanger) operando em regime
permanente em um sistema de refrigeração em cascata por compressão de vapor,
ou seja, condensador, trocador de calor intermediário (ou condensador em
cascata) e evaporador. O modelo adota o método de análise local, onde o trocador
de calor é dividido em uma série de pequenos volumes de controle, para os quais
as equações de troca de calor e de conservação de massa e de energia são
aplicadas. Para o calculo dos coeficientes locais de transferência de calor e fator de
atrito foram utilizadas correlações disponíveis na literatura, considerando as
regiões de escoamento monofásico ou bifásico em cada um dos trocadores, Estas
correlações cobrem valores de fluxo de calor entre 2,5 kW/m2 e 185 kW/m2,
temperaturas de saturação entre 5 graus Celsius e 30 graus Celsius, e aplicam-se a geometrias com
ângulos de corrugação entre 20 e 60 graus. Um programa computacional foi
desenvolvido em FORTRAN para o cálculo do desempenho térmico dos
trocadores de calor e das correlações de asida dos dois fluidos. Na simulação
foram consideradas conhecidas as condições de entrada dos fluidos e a geometria
do trocador. As propriedades termo-físicas dos fluidos foram calculadas utilizandose
a mais recente versão do padrão NIST de referência de propriedades
termodinâmicas e de transporte (REFPROP 9.0), permitindo a simulação dos
trocadores de calor operando com uma vasta gama de refrigerantes. Os resultados
da simulação foram comparados com os dados experimentais (condensador e
evaporador) levantados por outros autores para os refrigerantes R22 e R290, tendose
obtido boa concordância. Uma analise de sensibilidade para os trocadores de
calor, utilizando os novos refrigerantes R1234yf e R1234ze, foi também realizada. / [en] A simulation model of brazed plate heat exchangers (BPHE)
operating in steady-state in a cascade vapor compression refrigeration system has
been developed. For this system the heat exchangers were the condenser,
intermediate heat exchanger or cascade-condenser and evaporator. The model
adopts a local analysis method, where the heat exchanger is divided into
a series of small control volumes, to which the heat transfer rate equations and
the fundamental of conservation of mass and energy equation. Local heat
exchanger coefficients and friction factor are calculated using
correlations available in literature, considering regions of single-phase or twophase
flow for each one of the heat exchangers. These correlations have heat flux
values ranging from 2,5kW/m2 to 185kW/m2, saturation temperatures from 5 degrees Celsius to 35 degrees Celsius and were applied to geometries with corrugation angle ranging from 20 degrees to 60 degrees. In order to calculate the thermal performance of the heat exchangers and
the output conditions of the two fluids a computational program was developed in
FORTRAN. This simulation considers known inlet conditions of the fluids and
the geometry of the heat exchanger. The thermophysical properties of the
refrigerants fluids were calculated using the version 7 of REFPROP, a package
by NIST (National Institute of Standards and Technology), that allow for the
simulation of heat exchangers with a wide operating range of refrigerants. The
simulation results were compared with experimental data (condenser and
evaporator) for R22 and R290 refrigerants, obtaining a good agreement. A
sensibility analysis for heat exchangers, using the new R1234yf and R1234ze has
also been carried out.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:18986 |
| Date | 16 January 2012 |
| Creators | JOSÉ MIGUEL MAYTA TITO |
| Contributors | JOSE ALBERTO DOS REIS PARISE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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