Investigação experimental do transiente térmico no processo de sucção de compressores de refrigeração doméstica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009.A análise térmica detalhada do sistema de sucção de compressores pode permitir um aumento significativo de suas eficiências, principalmente através da redução do superaquecimento do gás. No entanto, uma análise completa desse fenômeno requer também dados sobre transientes de temperatura, os quais são muito difíceis de serem obtidos em função da pequena escala de tempo associada ao escoamento. Termopares são os sensores mais comumente empregados na medição de temperatura em compressores, mas, seus tempos de resposta são insuficientes para a medição de variações bruscas de temperatura. Neste trabalho, apresentam-se os resultados de uma investigação experimental de transientes de temperatura na câmara de sucção de um compressor de refrigeração doméstica operando a 3600 rpm. Um compressor alternativo usando o fluido refrigerante R134a foi selecionado para a análise, sendo submetido a duas condições de operação em uma bancada. Um sistema de anemometria foi adotado para medições de temperatura e velocidade na câmara de sucção, sendo que um micro-termopar foi também usado para efeito de comparação. Um procedimento foi especialmente desenvolvido para contornar a dificuldade da impossibilidade de calibrar o sensor de anemometria diretamente no fluido refrigerante. Medições de pressão foram também realizadas com um transdutor piezelétrico a fim de complementar a análise. Os resultados revelaram um fenômeno complexo na câmara de sucção, com variações bruscas em todas as propriedades do escoamento. Observou-se também um aumento considerável de temperatura durante o período em que a válvula de sucção permanece fechada e que não está correlacionado com as pulsações de pressão. Por outro lado, quando a válvula de sucção se abre, a queda de pressão na câmara induz uma redução na temperatura, a qual é um efeito combinado do processo de expansão e do fornecimento de fluido com temperatura mais baixa pelo sistema de sucção