[pt] O presente trabalho trata da simulação de um compressor
hermético alternativo operando em regime transiente. O
modelo desenvolvido expande, para a simulação do regime
transiente, de modelos de regime permanente existentes na
literatura. No presente modelo o sistema é dividido em
volumes de controle (motor, compressor, muflas, câmaras de
sucção e de descarga, reservatório de óleo, linha de
descarga, entre outros). Adota-se o modelo de parâmetros
concentrados e aplicam-se as equações fundamentais de
conservação, resultando em um sistema de equações
diferenciais ordinárias. Especial atenção é dedicada à
formação de espuma durante a partida. Sob tais condições,
pode-se chegar à sucção de óleo por parte do compressor,
com conseqüentes danos às partes móveis do conjunto
mecânico. Em função da ausência de informação na literatura
sobre formação de espumas em compressores herméticos,
construiu-se um aparato experimental para reproduzir tais
condições em laboratório. Utilizou-se uma combinação de
refrigerante R134a e óleo poliol-ester, que foi submetida a
condições controladas de despressurização, a partir de uma
pressão inicial prescrita. O processo de formação de espuma
(taxa, espessura e diâmetro de bolha) foi monitorado com o
auxílio de uma câmara de vídeo digital. Uma série de
corridas foi efetuada para diferentes concentrações de óleo
e taxas de despressurização. Os dados experimentais
permitiram estabelecer um modelo semiempírico de formação
de espuma no interior de um compressor hermético. Simulou-
se, também, o escoamento turbulento tridimensional de
refrigerante no interior da carcaça. / [en] The present work is related to the simulation of a
reciprocating hermetic compressor operating in transient
regime. Hermetic compressors consist of a motor-compressor
assembly hermetically sealed in a welded steel shell. Main
components are: electric motor, suction and discharge
mufflers, discharge line and the compressor itself, formed
by the suction and discharge chambers, the pistondriving
mechanism assembly and the cylinder body. The model here
presented extends existing thermodynamic steady-state
models for the transient operational condition. The system
is divided into a number of control volumes, for which
homogeneously distributed properties is assumed and
fundamental conservation equations are applied. Special
attention is given for foam formation, during startup.
In such conditions, liquid oil can be drawn into the
cylinder, causing a deterioration in the performance.
Information on the phenomenon is scarce, which
led to an effort of reproducing it at laboratory
conditions. A saturated mixture of R134a and polyolester
oil, at a given pressure, was submitted to controlled
depressurization. The foam formation process (rate, height
and bubble size) was measured with the help of a digital
video camera. A number of runs were carried out, for
different pressure drop rates and initial refrigerant
concentrations. The experimental data was employed to adapt
an existing model of foam formation. A new function for the
volume rate of coalescence of gas bubbles was empirically
determined. Computational Fluid Dynamics techniques were
also used to predict the turbulent three-dimensional flow
of refrigerant in the shell side.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:3877 |
| Date | 08 September 2003 |
| Creators | ELIZABET DEL CARMEN VERA BECERRA |
| Contributors | JOSE ALBERTO DOS REIS PARISE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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