Desenvolvimento de recursos para aumentar a produtividade de uma bancada de ensaios de partida e tombamento de compressores de refrigeração

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013Ensaios de partida e tombamento de compressores são importantes para determinar as curvas de comportamento dos mesmos frente a uma aplicação específica. Contribuições de dissertações de mestrado anteriores permitiram automatizar uma bancada manual de ensaios de partida e tombamento e aprimoraram métodos de avaliação de incertezas, tanto as associadas à expressão da curva de tombamento quanto as relativas à medição de temperatura do enrolamento do compressor sob ensaio. Neste trabalho, foi realizada a integração do novo sistema de medição de temperatura, que é feita através da inserção de componente de corrente contínua junto à alternada, na alimentação do motor do compressor. Esse método permite, além da medição da temperatura interna do compressor sem necessidade de instrumentá-lo, o aquecimento acelerado do compressor e consequente diminuição do tempo de transiente da bancada. Para implementação das mudanças, foram realizadas alterações na rotina de ensaios, no software e hardware da bancada. Realizaram-se ensaios de partida e tombamento para validar a bancada aprimorada, bem como sua nova configuração, e os dados foram confrontados com os obtidos na bancada manual instalada na empresa parceira deste projeto. Os resultados alcançados apresentam baixas incertezas. Além disso, pela aquisição contínua dos dados ao longo do ensaio, é possível caracterizar e quantificar, em todos os instantes, a curva do compressor até seu tombamento. Apresenta-se também uma avaliação da influência nos resultados dos ensaios de tombamento proporcionada pela variação da curva de pressão à qual o compressor em teste é submetido durante os ensaios. Também é feita proposta, com base na comparação das opções disponíveis no mercado, de nova arquitetura de aquisição de sinais para a bancada, que proporcione melhores características metrológicas e maiores robustez e estabilidade. Por fim, mostra-se que a bancada aprimorada é capaz de realizar ensaios de partida e tombamento dentro das tolerâncias exigidas, e permite que os mesmos sejam realizados sem a necessidade de instrumentar o compressor em teste com sensores de temperatura, o que aumenta a produtividade da bancada, além de prover método de aquecimento acelerado mais eficiente. Desse modo, o ensaio passa a ser executado em menos tempo e com confiabilidade metrológica garantida. <br>Start and stalling tests of refrigeration compressors are important to determine their curves behavior in a specific application. Contributions of previous dissertations allowed automate a manual test panel and improved methods for evaluating uncertainties, like those associated to stalling curve expression and winding temperature measurement of the compressor under test. In this work, was performed the integration of a new temperature measuring system, done by direct current component insertion into the alternating current feeding of compressor motor. This method allows, in addition to winding internal temperature measurement without instrumentation, rapid heating of the compressor resulting in transient time reduction for the panel test. For implementation of changes, alterations were made in testing routines, software and hardware of the panel. Start and stalling tests were performed to validate the improved panel as well as its new configuration. The data was compared to those obtained from the manual panel installed on the plant of the company partner in this project. The results achieved have low uncertainties. Also, with continuous data acquisition during the test, it is possible to characterize and quantify the compressor stalling curve at any instant. Moreover, it also presents an evaluation of the influence on the stalling test results provided by variation of the pressure curve at which the compressor under test is subjected during tests. A new architecture for signal acquisition for panel is proposed, based on the comparison of the market available options looking for best metrological characteristics and improved hardiness and stability. Finally, it is shown that the improved panel is able to perform start and stalling tests into the required tolerances and enables it, without need to instrument the compressor under test with thermo sensors, which increases the productivity of the panel, besides providing a more efficient accelerated heating method. In this way, the test is performed in less time and with metrological reliability guaranteed