Controle de válvulas de sucção de compressores de refrigeração usando limitador de abertura

Abstract

A maioria dos sistemas de refrigeração por compressão de vapor utiliza compressores alternativos, considerados mecanismos importantes na era moderna. O ciclo de operação de um compressor alternativo é descrito por uma série de fenômenos complexos ocorrendo em um curto período de tempo. Dentre os fatores considerados importantes para e ciência termodinâmica dos compressores, destacam-se as válvulas que controlam os processos de sucção e de descarga, que são responsáveis por grandes perdas termodinâmicas no ciclo. Parte das perdas ocorre no sistema de válvulas, particularmente na válvula de sucção, onde as instabilidades do seu movimento reduzem a e ciência do processo de sucção. Como uma forma de reduzir os problemas gerados pelas instabilidades no funcionamento da válvula de sucção, propomos a utilização de um esbarro para limitar a abertura máxima da válvula, reduzindo sua instabilidade e aumentando a e ciência do compressor. Mostramos experimentalmente que existe uma posição de equilíbrio que mantém a válvula aberta sem instabilidades e que esta posição varia, aproximadamente, linearmente com o número de Reynolds.

Most of the vapor refrigeration systems use reciprocating compressors, which are considered important mechanisms in the modern era. The cycle of operation of a reciprocating compressor is described by a series of complex phenomena ocurring in a short period of time. Among the factors considered important for the thermodynamic efficiency of compressors are the valves that control the suction and discharge processes, which are responsible for large cycle thermodynamic losses. Part of that losses occurs in the valves system, particularly in the suction valve, where the movement instabilities reduce the efficiency of the suction process. In order to reduce the instabilities of the suction valve, we propose the use of a stop to limit the maximum aperture of the valve, reducing its instabilities and increasing the compressor efficiency. We show experimentally that does exist an static equilibrium position in which the valve remains opened without oscillation and that position varies almost linearly through the Reynolds number.