Resumo

No presente trabalho, foram desenvolvidos modelos matemáticos para simular o comportamento transiente de refrigeradores domésticos. Modelos individuais foram elaborados para cada um dos componentes básicos do refrigerador: compressor, condensador, evaporador, gabinete e trocador de calor tubo capilar - linha de sucção. O modelo do compressor baseia-se numa abordagem semi-empírica, sendo dividido em  dois  sub-modelos: câmara de compressão e carcaça do compressor. No primeiro, fez-se uso do modelo de compressão politrópico e, no segundo, considerou-se as trocas térmicas, a interação entre o óleo e o refrigerante e as perdas de carga nas regiões de sucção e descarga. Os parâmetros empíricos requeridos pelo modelo foram obtidos através de ensaios experimentais em calorímetro de ciclo quente. Os modelos do condensador, evaporador e trocador de calor tubo capilar —linha de sucção baseiam-se nas equações da conservação da massa, da quantidade de movimento linear e da energia na sua forma diferencial, o que permitiu a caracterização dos fenômenos pertinentes em cada ponto do domínio. Para o gabinete, desenvolveu-se um modelo nodal, que considera tanto a influência dos revestimentos interno e externo, do isolamento e da gaxeta na carga térmica, como as transferências radiativas de calor entre as superfícies internas e o evaporador. Os modelos matemáticos foram resolvidos numericamente por substituições sucessivas e um método baseado em volumes finitos foi utilizado na integração das equações diferenciais. Para melhor compreender e caracterizar o comportamento transiente do refrigerador, realizou-se uma série de experimentos com um refrigerador específico do tipo all-refrigerator, tanto no regime transiente da partida como no regime transiente periódico ou cíclico. Como potencialidade dos modelos desenvolvidos destaca-se o acompanhamento da distribuição espacial das variáveis de interesse tais como temperatura, pressão e massa de HFC-134a nos componentes do refrigerador, em cada instante de tempo.

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