"Modelo de simulação de um refrigerador por absorção/difusão operando em regime transiente"
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Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Ricardo Nicolau Nassar Koury
Lucas Paglioni Pataro Faria
Fabiano Drumond Chaves
Lucas Paglioni Pataro Faria
Fabiano Drumond Chaves
Resumo
No presente estudo, um modelo de simulação transiente não severo de um refrigerador por absorção/difusão contendo amônia, como refrigerante, água, como fluido absorvente e hidrogênio, como gás inerte, é apresentado. O modelo de simulação proposto foi desenvolvido a partir de balanços de massa, energia e entropia em cada componente do ciclo. O modelo matemático desenvolvido foi validado a partir da medição direta da evolução temporal da temperatura na parede dos componentes do refrigerador estudado. Simulações em regime permanente associadas ao algoritmo Genético deram origem às condições iniciais, de contorno e critérios de parada necessários a simulação transiente do refrigerador estudado. Resultados obtidos através do modelo proposto, em regime transiente, foram comparados a resultados experimentais. Nessas condições, o modelo desenvolvido apresentou capacidade preditiva regular para determinação do período transiente. Com os resultados da simulação em regime transiente foi possível compreender a definição de uma potência de acionamento máxima do refrigerador pelo fabricante. Potência que se extrapolada, em torno de 10% acima do valor nominal, cessa a produção de frio pelo refrigerador. Isso ocorre, pois o gerador interno, com seu volume acumulado de solução reduzido, faz com que a solução não verta para o gerador externo. Esse fato interrompe o ciclo de funcionamento, pois o gerador externo com níveis baixos de solução pobre não transfere solução ao tubo absorvedor. O que interrompe a produção de solução rica. Foi observado entre outras características de funcionamento do refrigerador o tempo de estabilização em transientes de pequena escala. Por exemplo, considerando 20 segundos como intervalo de tempo, em regime transiente a condição estacionária ocorreu em cerca de 60 segundos para a potência inicial de 70 W e alterada subitamente para 80 W. De 60 W para 70 W, o estabelecimento da condição estacionária ocorre em cerca 80 segundos.
Abstract
In this study, a model for the transient simulation of a refrigerator for absorption / distribution containing ammonia (as refrigerant) water (absorbent fluid) and hydrogen (as inert gas) is displayed. The proposed simulation model was developed from mass balances, energy and entropy in each component of the cycle. The mathematical model was validated from direct measurement of the temporal evolution of the temperature on the wall of the refrigerator components studied. Simulation results in permanent regime gave rise to the initial conditions, boundary and stopping criteria required for transient simulation refrigerator studied. Results obtained through the proposed model in the transient regime were compared with experimental results. Under these conditions the model developed presented regular predictive capability for determining the transient period. With the simulation results in the transient regime was possible to understand the definition of a maximum drive power of the refrigerator manufacturer. Power extrapolated that around 10% above the nominal value, ceases production of the refrigerator cold. This is because the internal generator with its accumulated small volume solution makes the solution does not pour into the external generator. This fact interrupts the working cycle, since the external generator with low levels of non-lean solution to the absorber solution transfer tube. It was observed among other operating characteristics of the refrigerator in the transient settling time small scale. For example, given 20 seconds time interval as in the transient regime the stationary condition occurred in about 60 seconds for the initial power of 70 W and 80 W abruptly changed to from 60 W to 70 W, the establishment of a stall condition occurs in about 80 seconds.
Assunto
Engenharia mecânica
Palavras-chave
Modelo de simulação, Balanços de massa, Refrigerador por, Validação experimental, absorção/difusão, Energia e entropia, Transiente não severo