Análise do desempenho de condensadores de parade-aquecida usados em refrigeradores domésticos - Lima, Roniel de Souza [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2017)
Neste trabalho apresenta-se um modelo distribuído para análise de condensadores do tipo parede aquecida, hot-wall, usados em refrigeradores domésticos. Nesse modelo considera-se o escoamento do fluido refrigerante no interior do tubo do condensador e a transferência de calor entre a placa de revestimento externo do refrigerador e o ar ambiente. No modelo, inclui-se também a transferência de calor ao longo da fita de alumínio, usada para fixação do tubo na placa de revestimento externo e a transferência de calor através do isolamento térmico para o interior do compartimento refrigerado. O escoamento no interior do tubo é considerado unidimensional e dividido em três regiões: região monofásica de vapor superaquecido, região bifásica líquido-vapor e região monofásica de líquido sub-resfriado. O escoamento bifásico é analisado segundo o modelo homogêneo, ou seja, considerando condições de equilíbrio térmico e hidrodinâmico entre as fases. Considera-se também a queda de pressão do escoamento no interior do tubo. A fita de alumínio e a placa de revestimento externo são consideradas como aletas com extremidades adiabáticas. As equações do escoamento do fluido refrigerante: conservação da massa, quantidade de movimento e conservação de energia, são resolvidas por integração numérica e a equação de conservação de energia ao longo da fita de alumínio é resolvida pelo método de Volumes Finitos. O sistema de equações algébricas, decorrente do processo de discretização das equações diferenciais, é solucionado iterativamente por substituições sucessivas, ponto a ponto, ao longo do tubo do condensador e da fita de alumínio. Os resultados obtidos são comparados com dados experimentais disponíveis na literatura. Considerando toda a faixa de vazão em massa do fluido refrigerante analisada, 2,52 – 4,32 kg/h, o desvio absoluto médio entre os resultados calculados e os dados experimentais de capacidade do condensador foi de 1,8 %.

This work presents a distributed model for the analysis of hot-wall condensers used in domestic refrigerators. In this model, the flow of refrigerant inside the condenser tube and the heat transfer between the outer coating plate of the refrigerator and the ambient air are considered. Also included in this model the heat transfer along the aluminum tape used to hold the tube to the outer coating plate and the heat transfer through the thermal insulation into the refrigerated compartment. The flow inside the tube is taken as one-dimensional and divided into three regions: superheated vapor region, two-phase liquid-vapor region and sub-cooled liquid region. The two-phase flow is analyzed according to the homogeneous model, that is, considering conditions of thermal and hydrodynamic equilibrium between the phases. It is also considered the pressure drop of the flow inside the tube. The aluminum tape and the outer coating plate are considered as fins with adiabatic ends. The equations of the refrigerant flow: mass conservation, momentum and energy conservation, are solved by numerical integration and the energy conservation equation along the aluminum tape is solved by the Finite Volume method. The set of algebraic equations, resulting from the discretization process of the differential equations, is solved iteratively by successive iterations, point-to-point along the condenser tube and the aluminum tape. The results obtained are compared with experimental data available in the literature. Considering whole range of refrigerant mass flow rate analyzed, 2.52 - 4.32 kg/h, the mean absolute deviation between the calculated results and the experimental condenser capacity data was 1.8%.
Numerical analysis of hot-wall condensers for domestic refrigerators
Keywords: Condensador de parede aquecida; Refrigerador doméstico; Escoamento bifásico; Análise de desempenho; Hot-wall condenser; Domestic refrigerator; Two-phase flow; Performance analysis