O estudante Caio César Silva Dall’Alba, orientado pelo Prof. Christian Johann Hermes Losso, defenderá sua dissertação na próxima sexta-feira (25/10) às 14h no Auditório do Polo. A defesa é vinculada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. A sala tem capacidade para cerca de 80 pessoas.
Título: “Um estudo numérico e experimental sobre trocadores de calor skin aplicados a congeladores horizontais”
Resumo:
Nos últimos anos houve um aumento expressivo no número de refrigeradores e congeladores montados com trocadores de calor do tipo skin, principalmente devido ao baixo custo e apelo estético desse componente. No entanto, a carga térmica imposta ao produto aumenta o que se reflete em queda de performance. Além disso, quando evaporadores e condensadores skin são usados de forma simultânea, existe um curto circuito térmico entre os tubos, o que também se reflete em queda de performance. Infelizmente, o número de publicações sobre esse assunto é bastante escasso. Os raros modelos matemáticos existentes são limitados, pois não permitem o acoplamento desse componente com os demais componentes do sistema. Dentro desse contexto, realizou-se um estudo numérico e experimental com o objetivo de analisar o efeito combinado de evaporadores e condensadores skin sobre o desempenho de um congelador horizontal típico. Para tanto, modelou-se o ciclo de refrigeração, admitindo-se que a temperatura no plano de simetria situado na metade da espessura do isolamento da parede do produto é constante. Em paralelo, o sistema foi devidamente instrumentado com termopares e sensores de vazão mássica, pressão e potência e submetido a testes de consumo de energia em uma câmara climática, mantida a 16ºC, 25oC, 32oC e 43°C. O efeito dos trocadores de calor sobre a fração de funcionamento do compressor foi mapeado, variando-se, para cada temperatura ambiente, a banda do termostato em seis níveis. Em todas as situações o modelo previu os dados experimentais com erros inferiores a 10%. Percebeu-se também que a carga térmica do produto aumenta 11% com a instalação dos dois trocadores de calor e 8% com a instalação apenas do condensador skin. Verificou-se ainda que uma otimização do espaçamento entre os tubos de cada trocador promove uma redução de 46% e 50% no comprimento do condensador e do evaporador, respectivamente, elevando o consumo de energia em 2%. Adicionalmente, observou-se que a substituição da fita adesiva original de polietileno por uma de alumínio diminui o consumo de energia em até 10% em relação ao valor nominal.
Palavras-chave: Congelador, condensador, evaporador, trocador de calor