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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Dissertação

Título: INVESTIGAÇÃO NUMÉRICO-EXPERIMENTAL DO DESEMPENHO DE CONDENSADORES DO TIPO SKIN EM REFRIGERADORES DOMÉSTICOS

Ano: 2014

Orientador
  • CLAUDIO MELO
Aluno
  • ELIAS GAVA COLOMBO

Conteúdo

Os refrigeradores domésticos são constituídos por quatro componentes principais: compressor, condensador, evaporador e dispositivo de expansão. no mercado brasileiro a maior parte dos refrigeradores emprega condensadores do tipo arame sobre tubo, já que esses são simples e possuem baixo custo de fabricação. no entanto, no mercado asiático, predominam os condensadores do tipo skin. esse condensador é formado por tubos presos à superfície externa das paredes do refrigerador por fitas de alumínio. dessa forma, as paredes funcionam como aletas que intensificam o processo de rejeição de calor para o ambiente externo. entre as principais vantagens desse tipo de trocador destacam-se o menor custo, a elevada área de transferência de calor e o menor volume. no entanto esse trocador dissipa parte da taxa de transferência de calor para o interior dos compartimentos refrigerados, que é a sua principal desvantagem. além disso, quando o contato entre o tubo e a parede do refrigerador não é perfeito, a taxa de transferência de calor se reduz de forma significativa. neste trabalho realizou-se um estudo numérico e experimental sobre o desempenho de condensadores skin aplicados em refrigeradores do tipo bottom-mount. o modelo desenvolvido levou em conta tanto a transferência de calor para o ambiente externo como para os compartimentos refrigerados. um modelo bidimensional, utilizando cfd (computer fluid dynamics), foi desenvolvido e utilizado para subsidiar o desenvolvimento do modelo matemático em questão. o modelo desenvolvido leva em consideração a transferência de calor através do tubo, da fita metálica, da chapa externa e da camada de isolamento térmico. a partir das temperaturas do ambiente e dos compartimentos refrigerados, da geometria do condensador, da vazão mássica de refrigerante e do estado termodinâmico do fluido refrigerante na entrada do condensador, o modelo é capaz de estimar a taxa de transferência de calor para o ambiente externo e também para cada um dos compartimentos refrigerados. a necessária base de dados experimentais foi obtida através de ensaios realizados com um refrigerador posicionado no interior de uma câmara com temperatura e umidade controladas e submetido a diferentes condições operacionais. os ensaios foram realizados em regime permanente, ou seja, com o compressor funcionando ininterruptamente sob a ação de resistências elétricas colocadas no interior dos compartimentos refrigerados. durante os experimentos foram empregadas temperaturas ambientes de 25°c e 32°c, temperaturas do compartimento resfriador de 5°c e 10°c, temperaturas do compartimento congelador de -20°c e -15°c e rotação do compressor de 3000 rpm e 4500 rpm. ao longo dos experimentos foram ainda registradas imagens termográficas para mapear os campos de temperatura nas paredes externas do refrigerador. as estimativas do modelo foram confrontadas com a base de dados experimentais quando se verificou diferenças inferiores a 5%. as estimativas do modelo mostraram ainda que aproximadamente 60% do calor total é rejeitado para o ambiente externo e que os 40% restantes são transferido para o interior dos compartimentos refrigerados. além disso, identificou-se que mais de 80% do calor rejeitado para o meio ambiente ocorre por radiação.

Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.80384

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
6,24% 4,29% 4,86% 4,21% 4,34% 4,00% 19,55% 6,17% 5,68% 5,69% 5,58% 7,80% 10,08% 4,34% 3,66% 3,52%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

6,24%

ODS 2

4,29%

ODS 3

4,86%

ODS 4

4,21%

ODS 5

4,34%

ODS 6

4,00%

ODS 7

19,55%

ODS 8

6,17%

ODS 9

5,68%

ODS 10

5,69%

ODS 11

5,58%

ODS 12

7,80%

ODS 13

10,08%

ODS 14

4,34%

ODS 15

3,66%

ODS 16

3,52%