Método para fracionamento de ineficiências volumétricas de compressores alternativos herméticos de refrigeração

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Larissa Menezes
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/230966
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2021.
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spelling Método para fracionamento de ineficiências volumétricas de compressores alternativos herméticos de refrigeraçãoEngenharia mecânicaRefrigeraçãoCompressores herméticosDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2021.Compressores alternativos herméticos são amplamente utilizados em aplicações de refrigeração doméstica e comercial devido à sua eficiência e baixo custo. Um dos parâmetros para análise de desempenho desses compressores é a eficiência volumétrica que é a razão entre a vazão mássica real fornecida ao sistema de refrigeração e a vazão mássica ideal. Diversos fatores reduzem a vazão mássica fornecida pelo compressor e, consequentemente, devem ser adequadamente identificados a fim de aumentar a sua eficiência volumétrica. O objetivo deste estudo é o desenvolvimento de um método para identificar e quantificar as fontes de ineficiências volumétricas de compressores alternativos de forma detalhada, incluindo os efeitos de superaquecimento, volume morto, refluxo e vazamentos. Em comparação a outros métodos para fracionamento de ineficiências volumétricas, o método desenvolvido apresenta a inclusão de termos comumente desconsiderados, como o efeito da não-idealidade do gás refrigerante e da sobrepressão no ponto morto superior. O novo método de fracionamento dessas ineficiências foi utilizado na análise do inventário de perdas de vazão de massa de dois compressores alternativos usados em sistemas de baixa capacidade de refrigeração. Inventários de perdas desses compressores foram determinados para diferentes condições de operação, com o objetivo de identificar as ineficiências que são mais afetadas por essas variações. Conforme esperado, observou-se que o maior impacto da variação na temperatura de evaporação se refere à perdas relativas à reexpansão do gás do volume morto, embora variações das ineficiências devido ao superaquecimento na sucção e à sobrepressão na descarga sejam também significantes. Os resultados mostraram que a operação do compressor em altas velocidades de rotação origina um aumento bastante expressivo nas ineficiências relacionadas aos processos de sucção e descarga, mas que podem ser reduzidas com modificações nos parâmetros construtivos das válvulas, tais como rigidez, força de pré-tensão, posição do batente e diâmetro do orifício.Abstract: Hermetic reciprocating compressors are widely used in domestic and commercial refrigeration applications due to their efficiency and low cost. One of the parameters used to analyze the performance of these compressors is the volumetric efficiency, which is the ratio between the actual mass flow rate supplied to the refrigeration system and the ideal mass flow rate. Several factors reduce the mass flow rate provided by the compressor and, consequently, must be properly identified in order to increase its volumetric efficiency. The aim of this study is to develop a method to identify and quantify the sources of volumetric inefficiencies of reciprocating compressors in detail, including the effects of superheating, clearance volume, backflow and leakage. Compared with other methods developed to fractionate the volumetric inefficiencies, the method proposed herein includes some inefficiencies commonly overlooked, such as those associated with non-ideal gas and overpressure at the top dead center. The new method was then used to analyze the mass flow loss inventory of two reciprocating compressors adopted in low-capacity refrigeration systems. The loss inventories of these compressors were assessed for different operating conditions in order to identify the most sensitive inefficiencies. As expected, the greatest effect was due to the evaporating temperature brought about by the re-expansion of gas trapped in the clearance volume, although inefficiencies due to suction gas superheating and discharge overpressure are also significant. The results also showed that increasing the compressor operation speed gives rise to significant inefficiencies related to the suction and discharge processes, which can be reduced with modifications in valve design.Deschamps, César JoséUniversidade Federal de Santa CatarinaSantos, Larissa Menezes2022-02-14T13:30:28Z2022-02-14T13:30:28Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis92 p.| il., gráfs.application/pdf373825https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/230966porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-02-14T13:30:29Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/230966Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-02-14T13:30:29Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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