Tese: Simulação de trocadores de calor de placas para sistemas de refrigeração em cascata
Aluno(a) : José Miguel Mayta TitoOrientador(a): José A. Parise
Área de Concentração: Termociências
Data: 31/05/2011
Link para tese/dissertação: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=18986@1
Resumo: 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 compressío 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 sío aplicadas. Para o cálculo dos coeficientes locais de transferência de calor e do 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 5oC e 35oC, e aplicam-se a geometrias com ângulo 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 condições de saída dos dois fluidos. Na simulação foram consideradas conhecidas as condições de entrada dos fluidos e a geometria do trocador. As propriedades termofísicas dos fluidos foram calculadas utilizando-se a mais recente versío do padrío 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 dados experimentais (condensador e evaporador) levantados por outros autores para os refrigerantes R22 e R290, tendo-se obtido boa concordância. Uma análise de sensibilidade para os trocadores de calor, utilizando os novos refrigerantes R1234yf e R1234ze, foi também realizada.