Modelo dinâmico para um evaporador operando com R-1234yf e R134a

Thiago Ali Resende Lauar

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Type:	Tese de Doutorado
Title:	Modelo dinâmico para um evaporador operando com R-1234yf e R134a
Authors:	Thiago Ali Resende Lauar
First Advisor:	Paulo Eduardo Lopes Barbieri
First Co-advisor:	Antonio Augusto Torres Maia
First Referee:	Raphael Nunes de Oliveira
Second Referee:	Sergio de Morais Hanriot
Abstract:	Atualmente os hidroflúoroleofinas (HFO´s) tem sido mais empregados nos processos de refrigeração por possuírem baixo potencial de destruição do ozônio (ODP) e baixo potencial de aquecimento global (GWP). Com o surgimento de restrições como por exemplo a Diretiva Europeia 2006/40/EC e EU Nº 517/2014, fluidos refrigerantes com GWP acima de 150, como o R-134a, passaram a ser objeto de estudo para substituição. Dentro deste contexto, neste trabalho foi desenvolvido um modelo numérico para um evaporador coaxial de uma máquina frigorífica, para simular o comportamento do sistema operando com R-134a e com seu possível substituto, o R-1234yf. Testes experimentais foram realizados para a validação do modelo desenvolvido e simulações comparativas entre os fluidos refrigerantes R-134a e R-1234yf foram realizadas aplicando o modelo para determinar o comportamento do evaporador em regime permanente e transiente. Dentre os resultados obtidos importa destacar que nos piores casos o modelo foi capaz de predizer a temperatura de saída da água com um erro máximo de 1,9°C e a temperatura de entrada e saída do fluido refrigerante com erro máximo de 1,8 e 1,6°C, respectivamente. Para as simulações em regime transiente as simulações mostraram que a massa de refrigerante necessária para operação do R-1234yf foi menor do que a do R134a. Também foi observado que a constante de tempo do R-1234yf (12 s) foi praticamente a mesma do R-134a (13 s), quando o evaporador foi submetido a um degrau na vazão mássica de entrada. Tal proximidade pode estar ligada as semelhanças entre as propriedades termodinâmicas dos dois fluidos
Abstract:	Currently, hydrofluoroleophins (HFOs) have been used more in refrigeration processes because they have low ozone depletion potential (ODP) and low global warming potential (GWP). With the emergence of restrictions such as the European Directive 2006/40 / EC and EU No. 517/2014, refrigerants with GWP above 150, such as R-134a, are now subject to study for substitution. In this context, a numerical model was developed for a coaxial evaporator of a refrigerating machine to simulate the behavior of the system operating with R-134a and its possible substitute, R-1234yf. Experimental tests were performed for the validation of the developed model and comparative simulations between R-134a and R-1234yf refrigerants were performed applying the model to determine the behavior of the evaporator in a steady-state and unsteady. Among the results obtained, it should be noted that in the worst cases the model was able to predict the water outlet temperature with a maximum error of 1,9 °C and the inlet and outlet temperature of the refrigerant with a maximum error of 1,8 e 1.6 °C, respectively. For the unsteady-state the simulations showed that the mass of refrigerant required for R-1234yf operation was lower than that of R-134a. It was also observed that the time constant of R-1234yf (12s) was practically the same as that of R-134a (13s) when the evaporator was subjected to a step in the inlet mass flow. Such proximity may be linked to the similarities between the thermodynamic properties of the two fluids
Subject:	Meio ambiente Evaporadores Modelos matemáticos Engenharia mecânica
language:	Português
Publisher:	Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials:	UFMG
Rights:	Acesso Aberto
URI:	http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B4KMKS
Issue Date:	2-Feb-2018
Appears in Collections:	Teses de Doutorado

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