Estudo do comportamento térmico de fluidos em tubos capilares de refrigeração

Devido a todos os problemas associados ao uso de CFC houve a preocupação crescente em se arranjar soluções mais adequadas e que não fossem prejudiciais, tanto ao Homem como ao meio ambiente. Toda esta preocupação advém desde a década de 80, após se descobrir que a camada de ozono estava a ser afetada devido ao uso de CFC. Foram posteriormente criados acordos, o protocolo de Montreal e o protocolo de Quioto que tinham em atenção todos estes problemas. Atualmente são usados sistemas de refrigeração, quer domésticos quer industriais, com fluidos frigorigéneos de várias classes, onde alguns são mais nocivos para o Homem/meio ambiente do que outros. Tendo em atenção este problema, foi usado no presente trabalho o fluido frigorigéneo R-134a. A presente dissertação focou-se no estudo da transferência de calor em dois modelos de tubos capilares, sendo o primeiro modelo de tubos concêntricos e o segundo modelo de tubos paralelos ligados por solda, onde a transferência de calor é feita pela zona da soldadura. Tendo por objetivo a comparação da simulação feita em ANSYS fluent com os dados experimentais publicados na comunidade cientifica. Considerando os modelos experimentais foram realizados os dois modelos, sendo o primeiro (Modelo 1) com o comprimento de 1 metro e diâmetros interiores de 7,86 e 49,86 milímetros, onde o tubo de menor diâmetro tem espessura de 1 milímetro e o de diâmetro maior tem espessura de tudo de 15 milímetros. Para o segundo modelo (Modelo 2), este ligado por soldadura, também ele com o comprimento de 1 metro e diâmetros interiores de 7,86 e 49,86 milímetros sendo a soldadura de 1,5 milímetros e respetivas espessuras de 1 milímetro e 15 milímetros. No interior dos tubos, há um escoamento do fluido frigorigéneo R-134a. Para a elaboração destas geometrias recorreu-se ao ANSYS Workbench – DesignModeler, onde para o Modelo 1 foi feito uma geometria tridimensional e para o Modelo 2 uma geometria bidimensional. Seguidamente foi realizada a malha, com recurso ANSYS Workbench – Meshing, em que no Modelo 1 é uma malha híbrida e para o Modelo 2 foi considerada uma malha estruturada. A simulação de ambos os modelos foi efetuada com escoamento em corrente paralela e contra corrente. Os resultados obtidos pelas simulações efetuadas são fiáveis, tendo todas elas um erro inferior ao apresentado na literatura, sendo que as simulações são bastante próximas dos dados experimentais.

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