Resumo

A eliminação do uso dos refrigerantes halogenados, em função dos prejuízos que causam à camada de ozônio e de sua contribuição para o aquecimento global, deu início a uma nova era na refrigeração, na qual o desempenho ambiental dos fluidos refrigerantes passou a ter importância fundamental. Fluidos refrigerantes naturais, mais notadamente o R-600a (isobutano) e o R-744 (dióxido de carbono), são candidatos em potencial para substituírem os refrigerantes que agridem ao meio ambiente. A identificação e a caracterização termofísica de óleos lubrificantes para sistemas de refrigeração que operam com fluidos refrigerantes naturais têm sido alvo de alguns estudos. No entanto, ainda existe na literatura uma lacuna no que diz respeito ao conhecimento de propriedades termofísicas de refrigerantes naturais combinados com óleos sintéticos, como os óleos poliol éster (POE) e alquil benzeno (AB). O presente trabalho tem por objetivo determinar experimentalmente a solubilidade, a viscosidade e a densidade de misturas de R-744 e dois óleos sintéticos (POE ISO 56 e AB ISO 32) para pressões de 5 a 120 bar e temperaturas de 12 a 75°C. Uma mistura de R-600a e um óleo poliol éster (POE ISO 7) para pressões de 1 a 10 bar e temperaturas de 10 a 60°C também foi investigada. Em todas as misturas, a solubilidade foi determinada por meio de uma análise gravimétrica e a densidade da mistura líquida foi obtida com um transdutor de vazão em massa de Efeito Coriolis. A viscosidade, determinada somente para a mistura R-600a/POE ISO 7, foi medida com um iscosímetro comercial de pistão oscilante. Os dados experimentais de solubilidade e densidade foram analisados e correlacionados à luz de modelos termodinâmicos, como modelos de propriedades em excesso e a equação de estado de Peng e Robinson (1976). A viscosidade foi correlacionada através de modelos baseados na Teoria de Eyring (Glasstone et al., 1941) para a Energia de Ativação para o Escoamento em Excesso. Relações empíricas foram propostas para casos onde as propriedades críticas e massa molecular dos óleos não eram conhecidas. De uma maneira geral, a mistura R- 600a/POE ISO 7 apresentou um comportamento próximo da idealidade para as condições investigadas. Em contrapartida, desvios significativos do comportamento ideal foram observados para as misturas de R-744 e óleos POE e AB.

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