Estudo teórico e experimental da perda de pressão em curvas de retorno com escoamento bifásico da mistura zeotrópica R-407C
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Antonio Augusto Torres Maia
Rudolf Huebner
Rudolf Huebner
Resumo
Evaporadores e condensadores de sistemas de refrigeração modernos estão se tornando cada vez mais compactos. Portanto, a tubulação dos trocadores de calor apresentam uma grande quantidade de curvas de retorno. Assim, o efeito das singularidades no desempenho hidrodinâmico torna-se mais importante. Neste trabalho, um banco de ensaio foi desenvolvido para estudar a perda de pressão em curvas de retorno com o diâmetro do tubo (D) de 4,77 mm e um raio de curvatura (2R/D) variando de 4,4 a 10,83. O conjunto de dados experimentais foi obtido variando-se a velocidade mássica de refrigerante dentro do intervalo de 100 kg/m2s a 600 kg/m2s com uma pressão de saturação de 12 bars. O objetivo deste trabalho foi levantar resultados por meio de testes experimentais em escoamento do fluido refrigerante R-407C em curvas de retorno e comparar os valores experimentais com os correspondentes valores teóricos obtidos por meio de correlações disponíveis na literatura. Com base nos dados obtidos a partir dos testes, foi possível avaliar a perda de pressão para diferentes configurações de escoamentos. Foi observado que a correlação de Padilla apresentou a melhor acurácia, e que a variação de parâmetros de escoamento (título e velocidade mássica) e geométrico (raio de curvatura) das curvas de retorno exercem uma influência importante nos resultados da perda de pressão.
Abstract
Evaporators and condensers of modern cooling systems are becoming increasingly compact. Therefore, the tubes of these heat exchangers present a large amount of return bends. Thus, the effect of singularities on the hydrodynamic performance becomes more important. In this work, a test bench was developed to study the pressure drop in return bends with tube diameter (D) of 4,77 mm and the curvature ratio (2R/D) from 4,40 to 10,83. The experimental data set was obtained varying the refrigerant mass flux within the range from 100 kg/m²s to 600 kg/m²s, for a pressure of 12 bar. This work aims to collect results by experimental tests with R-407C flowing in return bends and compare the experimental values with corresponding theoretical values obtained through correlations available in the literature. Based on the data obtained from the tests, it was possible to evaluate the pressure drop for different flow configurations. It was observed that the Padilla correlation showed the best accuracy, and that flow parameters (vapor quality and mass velocity) and geometry (curvature radius) lead to important influence on pressure drop results.
Assunto
Escoamento bifásico, Engenharia mecânica
Palavras-chave
Curva de retorno, Escoamento bifásico, R-407C, Perda de pressão