Modelo distribuído aplicado à análise do desempenho de condensadores do tipo tubo-aletado

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Souza, Fabricio Hausser de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: condensador tubo-aletado; refrigeração; modelagem numérica; Modelagem numérica; Refrigeração; Condensador tubo-aletado; Refrigeration; Tube-finned condenser; Numerical modeling
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/193012

Neste trabalho apresenta-se um modelo distribuído para analisar o desempenho de condensadores do tipo tubo-aletado, comumente usados em sistemas de refrigeração comerciais e sistemas de condicionamento de ar. Essa análise envolve a modelagem do escoamento e da transferência de calor do fluido refrigerante no interior dos tubos do condensador e a modelagem da transferência de calor entre os tubos aletados e o ar externo. No interior dos tubos o escoamento é considerado unidimensional e dividido em uma região monofásica de vapor superaquecido, uma região bifásica líquido-vapor e outra em que o refrigerante se encontra no estado de líquido sub-resfriado. A queda de pressão no interior do tubo é considerada. Na região bifásica o escoamento é considerado homogêneo, ou seja, são consideradas condições de equilíbrio hidrodinâmico e térmico entre as fases. As equações fundamentais de conservação da massa, da quantidade de movimento e de conservação de energia, aplicadas ao escoamento do fluido refrigerante, são resolvidas usando-se o método de Volumes Finitos e o sistema de equações algébricas resultante é solucionado iterativamente por substituições sucessivas. Da mesma forma, são resolvidas as equações de conservação da energia na parede do tubo e de conservação de energia do ar, para obter, respectivamente, as distribuições de temperatura da parede do tubo e de temperatura do ar. O modelo pode ser usado para determinar a capacidade do condensador, as distribuições de pressão e temperatura do fluido refrigerante, a queda de pressão e o aumento de temperatura do ar, conhecidas as condições de operação e seus parâmetros geométricos. Os resultados numéricos de capacidade do condensador foram comparados com dados experimentais, disponíveis na literatura, e o desvio absoluto médio foi de 1,3%, para condensadores com o mesmo espaçamento entre aletas, e de 4% para condensadores com diferentes espaçamentos entre aletas.