Em compressores de deslocamento positivo, vazamentos de fluido refrigerante a partir da câmara de compressão podem ocorrer e afetam de forma significativa a sua eficiência. Em compressores alternativos, esses vazamentos ocorrem através da folga pistão-cilindro e através das válvulas. Em geral, as dimensões das folgas através das quais esses vazamentos ocorrem são da ordem do micrometro e em determinadas condições o escoamento se torna rarefeito, isto é, o caminho livre médio entre as moléculas de gás é da ordem da dimensão da folga, invalidando a descrição do fluido como um meio contínuo. Nesse caso, a teoria da Mecânica dos Fluidos clássica não se aplica e a interação entre gás e superfície tem um papel fundamental sobre o escoamento, sendo normalmente descrita através de coeficientes obtidos experimentalmente e fundamentados na teoria cinética dos gases. Assim, identificar os coeficientes que caracterizam a interação gás-superfície é fundamental para a correta predição de vazamentos que ocorrem sob condições de rarefação.

No POLO esta linha de pesquisa tem como objetivo caracterizar experimentalmente escoamentos de gases rarefeitos no interior de microcanais, a fim de determinar os coeficientes necessários aos modelos de vazamento em compressores de refrigeração. Além disso, visa entender a influência de diferentes fatores, como a composição química do gás e o material do canal sobre o escoamento. Por fim, os resultados são utilizados também para a validação dos modelos de vazamento, uma vez que as geometrias dos canais utilizados estão bem determinadas.

Os resultados experimentais são extraídos a partir de resultados de vazão de massa, obtidos indiretamente através de medições de pressão e temperatura em reservatórios nos quais o volume é conhecido. Uma vez que os canais utilizados possuem dimensões muito maiores do que aquelas associadas às folgas no interior de compressores, pressões muito inferiores à pressão atmosférica são utilizadas no sistema a fim de que uma similaridade seja obtida em termos de rarefação entre os escoamentos analisados e os vazamentos em compressores.

      A fim de preencher essas lacunas, o POLO construiu um túnel de vento capaz de atender às faixas de vazão e pressão tipicamente encontradas em aplicações comerciais, seguindo os padrões impostos pela norma ASHRAE 51. O aparato consiste num túnel de ciclo aberto de ar onde o dispositivo a ser testado é colocado em uma das extremidades, enquanto que na outra é utilizado um ventilador auxiliar para controlar a vazão. Esta é obtida indiretamente pela medição da queda de pressão através de bocais específicos, escolhidos para atender uma faixa de 100 a 10000 m3/h. O dispositivo em teste pode ser tanto uma unidade completa como um de seus componentes, como o ventilador ou o trocador de calor. A seção de testes possui 1100 mm de largura e 610 mm de altura, sendo possível testar até dois ventiladores de até 450 mm de diâmetro simultaneamente.