Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas

Refrigeração Expansores, Trabalhos de Engenharia Mecânica

Trabalho de refrigeraçao sobre expansores

Tipologia: Trabalhos

Antes de 2010

Compartilhado em 16/11/2009

dayyan-argenton-11
dayyan-argenton-11 🇧🇷

3 documentos

Pré-visualização parcial do texto

Baixe Refrigeração Expansores e outras Trabalhos em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity! Pontifícia Universidade Católica do Paraná Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia Curso de Engenharia Mecânica Expansores e válvulas de expansão CURITIBA 2008 Dayyán Aguilar Picão Argenton Expansores e válvulas de expansão CURITIBA 2008 1 INTRODUÇÃO PAGE 2 Fig1 - A geladeira doméstica: um exemplo de ciclo de compressão de vapor. 4 Válvulas de Expansão ou Expansores. As válvulas de expansão são utilizadas nos sistemas de refrigeração mecânica por meio de vapores para provocar a expansão do fluido frigorígeno liquefeito, desde a pressão de condensação ate a pressão de vaporização do ciclo. Esse dispositivo causa no sistema uma perda de carga, e justamente com o compressor divide o mesmo em duas zonas: a de alta pressão e a de baixa pressão. Após a expansão na válvula, o liquido frigorígeno tem condições para vaporizar a baixas temperaturas, o que exige o isolamento do circuito de refrigeração na parte de baixa pressão. A principal característica das válvulas de expansão é a sua capacidade, dada em kgf/h de fluido frigorígeno que pode laminar, a qual depende essencialmente do diâmetro do orifício de passagem, da diferença de pressão e do fluido de trabalho adotado. As válvulas de expansão, usualmente adotadas nas instalações frigoríficas, são classificadas em: • Manuais • Tubos capilares • Automáticas: • De bóia: • Alta pressão • Baixa pressão • Pressostáticas • Termostáticas 4.1 Válvulas de expansão manuais PAGE 2 São registros tipo sede (globo), com obturador tipo agulha para permitir maior precisão de regulagem. São restritas geralmente à substituição de válvulas de expansão automáticas, quando entram em reparo, para isso as válvulas de expansão manuais são instaladas em paralelo com as válvulas de expansão automáticas. Fig2. Válvulas manuais tipo sede globo e tipo agulha. 4.2 Tubos Capilares A laminagem provocada no fluido frigorígeno, pela passagem através de orifícios, pode ser substituída com vantagens, nas instalações de pequeno porte, por tubos capilares. Isto se deve ao fato de que nas instalações pequenas, onde o dispositivo de expansão é fixo, o diâmetro a adotar para o orifício de expansão, alem de ser pequeno, criando problemas de entupimento, está sujeito a desregulagem por desgaste. O uso de capilares, para provocar a perda da carga necessária para a redução de pressão do sistema, elimina os inconvenientes apostados acima, pois, além do desgaste do conduto ser insignificante, seu diâmetro é bastante superior ao orifício de abertura equivalente. Apesar disso, essas instalações devem ser perfeitamente limpas e isentas de umidade, para que não ocorra uma obstrução do tubo, porem a capacidade do tubo capilar varia de acordo com as condições de funcionamento da instalação, assim para evitar um aumento de pressão de condensação, a potência frigorífica é reduzida, a carga de fluido deve ser exata e as condições de funcionamento constantes. A passagem do fluido por um capilar obedece a duas fases distintas: a inicial, a qual o fluido não foi ainda vaporizado e a final, onde começa a formação de vapor. Na inicial a perde carga é praticamente linear, enquanto na fase final não acontece o mesmo, pois, com o aumento do titulo de vapor, o gradiente de pressão se torna cada vez maior. Quando o liquido é sub-resfriado, a fase inicial torna-se maior, verificando-se um aumento da capacidade capilar, acontecendo o mesmo com o aumento da pressão de entrada. Na pressão de saída a descarga é aumentada até uma pressão crítica, abaixo da qual o fluxo não mais se altera. PAGE 2 A pressão crítica depende essencialmente das condições do fluido à entrada do capilar caracterizada pela pressão, grau de sub-resfriamento e das trocas térmicas efetuadas no capilar dadas em função do diâmetro pelo comprimento. Quando a pressão critica é superior a pressão de saída do capilar a capacidade do sistema torna-se independe da pressão do evaporador. Neste caso, a perda de carga do capilar é dada pela diferença de pressão e a descarga de um capilar tomado para padrão pode ser calculada em função apenas da pressão de condensação e das condições do fluido frigorígeno. Para a pressão de condensação mínima de funcionamento da instalação, verifica-se a descarga do capilar padrão para a condição mais favorável. Calcula- se o coeficiente de correção da descarga, com o qual é determinado o comprimento do capilar a adotar. Para garantir que a elevação da pressão de condensação não dê entrada de liquido no compressor, o enchimento da instalação deve ser feito à baixa pressão progressivamente até ser atingido exatamente o volume do evaporador com fluido em vaporização. Os capilares assim calculados, alem de permitirem um melhor aproveitamento do evaporador possibilitam o funcionamento da instalação em ciclo reverso sem grandes inconvenientes. Fig3 - Válvula de expansão tipo tubo capilares 4.3 Válvula de expansão automática tipo bóia baixa pressão Trata-se de válvulas de bóia comum que controla o nível do liquido frigorígeno na baixa pressão. A agulha obturadora, que é controlada pelo nível do liquido frigorígeno na baixa pressão, pode ser também comandada eletricamente por meio de um interruptor de mercúrio I. e válvula solenóide V.S. Estas válvulas funcionam como evaporadores inundados e, por tanto, exigem o uso de separadores de liquido. As válvulas de expansão tipo bóia de baixa pressão são usualmente adotadas em frigoríficos e instalações de refrigeração industriais onde o fluido frigorígeno é o NH3, graças as suas inúmeras vantagens, como: PAGE 2 Fig5. Válvula de expansão termostática 5 Conclusão Neste trabalho conseguimos aprimorar nossos conhecimentos sobre sistemas de refrigeração, passando um pouco pelo histórico desses equipamentos e distinguindo quais os principais conceitos como resfriamento e refrigeração, que comumente são confundidos. Apresentamos também quais os mecanismos são necessários para que um ciclo de refrigeração por compressão de vapor seja construído de forma correta, dentre os quais podemos citar o compressor, o evaporador e a válvula de expansão. Nossa principal fonte de estudo foi a válvula de expansão a qual estudamos os modelos disponíveis segundo fontes pesquisadas, partindo de válvulas manuais, passando por válvulas com tubos capilares e finalmente chegando as válvulas automáticas. Estudamos e entendemos o principio de funcionamento e suas vantagens e defeitos de todos os tipos de válvulas. Porém pela sua complexidade e aplicação, detalhamos mais as válvulas automáticas, que são distintas em dispositivos de alta e baixa pressão. Outro tipo de válvula melhor estudado foi o mecanismo que utiliza tubos capilares pela sua facilidade de instalação e manutenção, sendo que ele pode operar em ciclo reverso. PAGE 2 Finalmente conseguimos formar opinião sobre quais são as melhores válvulas dependendo da solicitação do equipamento, junto com a odeia do custo de tal equipamento visto o custo de instalação e manutenção. 6 Solução do exercício Considere CFC 12 circulando através do sistema ilustrado na figura. Suponha que a pressão do fluido refrigerante no ponto 2 de 868kPa. O evaporador oferece uma perda de pressão de 50kPa. A válvula provoca uma perda de pressão de 600kPa. A pressão imposta pela mola é de 60kPa. Qual o grau de superaquecimento na saída do evaporador quando se utiliza uma válvula de expansão termostática com equalizador interno de pressão? Qual o grau de superaquecimento na saída do evaporador quando se utiliza uma válvula de expansão termostática com equalizador externo de pressão? • Podemos calcular a pressão 4 da forma: • P4= P2 – ΔP válvula – ΔP serpentina = 868 - 600 - 50= 218 kPa • Observe o balanço de pressões no diafragma da válvula com equalização interna de pressão. No equilíbrio temos: • PB=PM+P3 • PB = PM + P3 • PB = 60 + 268=328kPa PAGE 2 • TB = Tsat (PB)=1,9°C (Tabela de propriedades para R12) • ΔT = T4 – Tsat(P4) • ΔT = 1,9 – Tsat(218kPa) = 1,9 – (-10,2°C)= 12,1°C • Podemos calcular a pressão 4 da forma: • PB= PM+P4 • PB = PM + P4 • PB = 60 + 218 = 278kPa • TB = Tsat (PB)= -3,1°C • Como T4 = TB tem-se: • ΔT = T4 – Tsat(P4) • ΔT = -3,1-(-10,2) =7,1°C Nesse exemplo pode-se concluir que a válvula de expansão termostática com equalização externa é a mais adequada, uma vez que mantém o grau de superaquecimento dentro do que é considerado normal. PAGE 2
Docsity logo



Copyright © 2024 Ladybird Srl - Via Leonardo da Vinci 16, 10126, Torino, Italy - VAT 10816460017 - All rights reserved