Análise teórica e experimental da influência da atomização de óleo em processos de compressão

• Main Author: Kremer, Rodrigo
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Florianópolis, SC 2012
• Subjects: Engenharia mecânica; Atomizacao; Oleos lubrificantes; Compressores; Termodinamica
• Online Access: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/89286

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. === Made available in DSpace on 2012-10-22T19:03:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245442.pdf: 1848533 bytes, checksum: f6bdf9b22b2d4ee8e7fad838e3d07975 (MD5) === Neste trabalho, é apresentada uma análise teórica e experimental da influência da atomização de óleo lubrificante na câmara de compressão de compressores alternativos de refrigeração. A atomização de óleo no cilindro proporciona uma remoção de calor do refrigerante durante o processo de compressão e um abaixamento da temperatura dos componentes do compressor. O principal objetivo deste resfriamento é a redução das perdas de energia ocasionadas por ineficiências do processo de compressão e por superaquecimento do refrigerante durante a sucção, as quais somam grande parte das perdas totais de energia de um compressor. Um compressor protótipo foi construído e instrumentado a fim de testar a atomização de óleo na câmara de compressão. Os testes foram realizados com fluido refrigerante R-134a em uma bancada experimental especialmente adaptada para receber o compressor protótipo. Para complementar as análises experimentais, um modelo termodinâmico para o processo de compressão do fluido refrigerante com atomização de óleo foi desenvolvido usando uma formulação integral dos princípios de conservação de massa e de energia. Neste modelo, é assumido que o fluido refrigerante e o óleo lubrificante coexistem separadamente no interior do cilindro com diferentes temperaturas. Simulações com um programa de Computação Fluidodinâmica (CFD) foram realizadas para complementar a análise integral. Os efeitos da atomização de óleo no desempenho do compressor são apresentados e discutidos em função de parâmetros como o tipo de óleo (mineral ou sintético) e condições de injeção (temperatura, posição do injetor, vazão de óleo). O comportamento da pressão do refrigerante em função do volume da câmara de compressão foi determinado experimentalmente para situações sem e com atomização de óleo. Foram constatadas reduções significativas nas temperaturas de vários pontos do compressor para os dois tipos de óleo. Entretanto, a solubilidade do refrigerante no óleo se mostrou bastante influente sobre parâmetros globais, como a capacidade de refrigeração, a eficiência de compressão e o coeficiente de performance. Para o óleo mineral, que apresenta menor solubilidade com o fluido refrigerante, foi observado um pequeno ganho em capacidade de refrigeração e eficiência de compressão em uma dada condição de operação.