Análise do escoamento bifásico em tubos capilares não-adiabáticos usando o modelo de dois fluídos

• Processo: 97/14637-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Vigência (Início): 01 de março de 1998
• Vigência (Término): 31 de dezembro de 1999
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: André Luiz Seixlack
• Beneficiário: Marcos Rogério Barbazelli
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Assunto(s): Fenômenos de transporte Escoamento crítico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Escoamento Bifasico | Escoamento Critico | Modelo De Dois Fluidos | Sistema De Refrigeracao | Tubos Capilare

Resumo

Neste projeto de pesquisa, propõe-se a análise do escoamento não-adiabático de fluidos refrigerantes ao longo de tubos capilares usados como dispositivos de expansão em sistemas de refrigeração. Tal escoamento é dividido em uma região onde o fluido refrigerante encontra-se no estado de líquido sub-resfriado e outra de escoamento bifásico líquido-vapor. A aplicação do modelo de dois fluidos na região bifásica será investigada, considerando tanto o não-equilíbrio hidrodinâmico quanto o térmico e a transferência de calor entre o capilar e a linha de sucção e entre o capilar e o meio ambiente. Para isso, são resolvidas as equações de conservação da massa da mistura, quantidade de movimento da fase líquida, quantidade de movimento da fase de vapor, energia da mistura e da energia da fase de vapor. O modelo de dois fluidos permite uma abordagem mais realista do escoamento bifásico no interior de tubos capilares. Entretanto, essa sofisticação implica na utilização de um maior número de equações constitutivas em relação ao modelo homogêneo. A solução do sistema de equações diferenciais é obtida ao longo do tubo até que a condição de bloqueio seja alcançada, ou até que a pressão de evaporação seja atingida, caso o escoamento não esteja bloqueado. O modelo deverá permitir o cálculo do comprimento do tubo, conhecidos o fluxo de massa e as condições de operação, ou do fluxo de massa, conhecidas a geometria do tubo e as condições de operação. Do ponto de vista tecnológico, esse é o principal interesse dos fabricantes de sistemas de refrigeração. O modelo será validado comparando os seus resultados com os dados experimentais disponíveis na literatura e com aqueles obtidos no Núcleo de Pesquisa em Refrigeração, Ventilação e Condicionamento de Ar do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina. As vazões mássicas e distribuições de pressão, ao longo de dois tubos capilares operando com o refrigerante HFC-134a, em diferentes condições de operação, serão usadas nessa comparação. (AU)