Resumo

O superaquecimento do fluido refrigerante no processo de sucção reduz as eficiências volumétrica e isentrópica de compressores recíprocos usados em sistemas de refrigeração. A presente dissertação considera a modelação térmica de um compressor recíproco operando sem óleo lubrificante. O método de volumes finitos foi adotado para a solução da condução de calor nos componentes sólidos e do escoamento de fluido refrigerante no interior da carcaça. A fim de reduzir o custo computacional, o ciclo de compressão no interior do cilindro foi modelado com uma formulação integral transiente, mas de forma acoplada ao restante do domínio de solução. O modelo desenvolvido foi adotado para a previsão dos campos de velocidade e temperatura, bem como do fluxo de calor em diferentes regiões do compressor. Em termos da distribuição de temperatura, diferenças pontuais entre resultados numéricos e experimentais foram observadas para os sólidos e para o gás, sendo levantadas hipóteses para justificá-las. Apesar disso, o modelo forneceu previsões em boa concordância com as medições em quatro diferentes condições de operação, especialmente em relação ao superaquecimento do gás de sucção e a parâmetros de eficiência do compressor. Uma vez que não necessita de calibração experimental, o modelo desenvolvido é particularmente útil no projeto de compressores.

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