MODELAGEM DO ESCOAMENTO E DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR AO LONGO DE EVAPORADORES DO TIPO TUBO ALETADO

Paulo Henrique Neves Pimenta¹; André Luiz Seixlack Seixlack²

¹ Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás - IFG; ² Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira - Universidade Estadual Paulista - UNESP

Resumo

Neste trabalho apresenta-se um modelo numérico para simular o escoamento e a transferência de calor entre o fluido refrigerante e ar externo, nos regimes permanente e transiente, ao longo de evaporadores de tubos aletados comumente usados em refrigeradores domésticos do tipo frost-free e sistemas de ar condicionado. Considera-se a queda de pressão do escoamento no interior dos tubos e a condensação do vapor d'água do ar úmido na parte externa dos tubos. As equações fundamentais de conservação da massa, da quantidade de movimento e de conservação da energia que governam o escoamento do refrigerante são resolvidas, respectivamente, para o cálculo da velocidade, da pressão e da entalpia específica do fluido refrigerante. Para o escoamento de ar, são resolvidas as equações de conservação da energia e de conservação da massa (umidade). Resolve-se, também, a equação da conservação da energia para a parede do tubo, para obter sua distribuição de temperatura. As equações governantes são integradas numericamente e o sistema de equações algébricas resultante é solucionado pelo método de Newton-Raphson. O modelo permite a análise de configurações de serpentinas de evaporadores com diferentes circuitos de refrigerante. Os resultados obtidos neste trabalho são comparados com resultados experimentais e numéricos disponíveis na literatura, obtendo-se boas concordâncias, tanto para o regime permanente como transiente.

Palavras-chave: Evaporador de tubo aletado; Refrigerador doméstico; Circuitos de fluido refrigerante