Estudo experimental e modelo de simulação para a determinação do inventário em sistemas de refrigeração carregados com os fluidos R-134a e HFO-1234yf

• Autor(a) principal: Gleberson Marques Humia
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-ARNPX6
• topic: Modelo de simulação; HFO-1234yf; Inventário; Sistemas de refrigeração; R-134ª; Fração de vazio; Metodos de simulação; Refrigeração; Engenharia mecânica; Fluidos

O presente trabalho é um estudo teórico/experimental sobre o inventário em sistemas de refrigeração carregados com os fluidos R-134a e HFO-1234yf. Embora o R-134a seja um hidrofluorcarboneto (HFC) livre de cloro, ou seja, com potencial de destruição da camada de ozônio (ODP) igual a zero, o seu potencial de aquecimento global (GWP) é de 1430, valor considerado alto. Já o fluido HFO-1234yf pertence a uma nova família de refrigerantes, os hidrofluorolefinas (HFO), com propriedades termodinâmicas próximas às do R-134a. Da mesma forma, ele apresenta um ODP igual a zero, porém, com um GWP reduzido, igual a 4, sendo considerado um substituto do R-134a para novas aplicações e com potencial para substitui-lo nos climatizadores automotivos dos carros atuais. Neste trabalho, a revisão bibliográfica abordou diversos temas referentes aos escoamentos monofásico e bifásico no interior de tubulações, como padrões de escoamento, fração de vazio e correlações empregadas na sua determinação, cálculo do coeficiente de transferência de calor e métodos para estimativa da perda de pressão. Resultados experimentais foram obtidos utilizando os fluidos R-134a e HFO-1234yf, com velocidades mássicas de 300kg/s-m2 e 400kg/s-m2, temperaturas de ebulição de 25°C e 30°C e uma ampla faixa de títulos na seção de testes do banco experimental. Estes resultados foram analisados e comparados com um modelo de simulação utilizando oito diferentes correlações para determinação da fração de vazio. Os melhores resultados para previsão da massa foram obtidos pelas correlações de Hughmark (1962) e Zivi (1964), usando as correlações de Gnielinski (1976) e Shah (2013) para a determinação dos coeficientes de transferência de calor das regiões monofásica e bifásica do condensador, respectivamente. Nessa situação, o modelo alcançou um índice de acerto de aproximadamente 78% na previsão da massa total de fluido.