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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2007.tde-16062008-081514
Documento
Autor
Nome completo
Sergio de Camargo Rangel
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2007
Orientador
Banca examinadora
Cabezas Gómez, Luben (Presidente)
Módolo, Délson Luiz
Santos, Antonio Moreira dos
Título em português
Simulação transiente de um sistema de refrigeração doméstico: análise paramétrica
Palavras-chave em português
Simulação transiente
Sistema de refrigeração doméstico
Resumo em português
No presente trabalho são apresentados resultados de simulação numérica transiente de um sistema de refrigeração doméstico de compressão a vapor considerando o procedimento descrito por JAKOBSEN (1995). O modelo matemático empregado se baseia num sistema de equações algébrico-diferenciais (EAD) de primeira ordem, obtido a partir do balanço de energia nos diferentes componentes do sistema de refrigeração, e de algumas outras relações necessárias para simular o comportamento global do sistema de refrigeração. O sistema de equações resultante é resolvido numericamente no software livre WinDali, da Universidade Técnica de Dinamarca. Dito software permite resolver sistemas de EADs que apresentam descontinuidades matemáticas usando o método de Runge- Kutta de quarta ordem. O modelo matemático empregado permite calcular a eficiência do sistema de refrigeração, predizer o consumo de energia, caracterizar termodinamicamente o sistema de refrigeração e suas interações, e descrever quantitativamente as perdas termodinâmicas (geração de entropia) do sistema funcionando em regime de operação. Esses resultados são obtidos em função da estratégia de controle do compressor, eficiência do compressor e do dimensionamento dos diferentes componentes do sistema de refrigeração. Os resultados comprovam que o modelo matemático e o programa computacional empregados permitem descrever corretamente o comportamento de um sistema de refrigeração doméstico, resultando numa ferramenta muito útil para otimização de refrigeradores domésticos.
Título em inglês
Transient simulation of a domestic refrigeration system: parametric analysis
Palavras-chave em inglês
Domestic refrigeration system
Transient simulation
Resumo em inglês
In the present work are presented transient numerical simulation results of a vapor compression domestic refrigeration system considering the procedure described by JAKOBSEN (1995). The employed mathematical model is based on first order differential-algebraic equation (DAE) systems, obtained from energy balance in the different components of the refrigeration system, and from others relations that are necessary to simulate the global behavior of a refrigeration system. The resulting equation system is solved numerically in the free software WinDali developed at Technical University of Denmark. This software allows solving DAE systems that present mathematical discontinuities, using the Runge-Kutta method of fourth order. The employed mathematical model allows calculating the refrigeration system efficiency, predict the energy consumption, thermodynamically characterize the refrigeration system and its interactions and quantitatively describe the thermodynamic losses (entropy generation) of the system running in the operation regime. These results are obtained as a function of the compressor control strategy, compressor efficiency, and sizing of different components of the refrigeration system. The results confirm that the mathematical model and the computational program allow describing correctly the behavior of a domestic refrigeration system, resulting in a very useful tool for optimization of domestic refrigerators.
 
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Data de Publicação
2008-06-16
 
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