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Type: Artigo de Evento
Title: Simulação de um refrigerador em ciclo de adsorção movido a gás natural por circuito de termossifão
Title in English: Numerical simulation of a sorption refrigerator with indirect heating by a natural gas
Authors: Medeiros, Marcelo Ricardo Queiroz
Coutinho, Lecimara Duque Estrada
Silva, Maria Eugênia Vieira da
Viana, Silvia Teles
Holanda, José George Diógenes
Keywords: Adsorção;Refrigeração;Gás natural
Issue Date: 2006
Publisher: https://www.abcm.org.br/anais/conem/2006
Citation: MEDEIROS, Marcelo Ricardo Queiroz; COUTINHO, Lecimara Duque Estrada; SILVA, Maria Eugênia Vieira da; VIANA, Silvia Teles; HOLANDA, José George Diógenes. Simulação de um refrigerador em ciclo de adsorção movido a gás natural por circuito de termossifão. In: CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECÂNICA, IVº., 22 a 25 ago. 2006, Recife-PE. Anais[…], Recife-PE., 2006.
Abstract in Brazilian Portuguese: Esse trabalho apresenta a determinação da vazão mássica de óleo que circula em sifão térmico em um refrigerador de sorção, a partir das variáveis: temperatura de entrada e saída do óleo;geometria do circuito, e das equações de balanço de energia e massa para a obtenção do volume de gás natural consumido e do coeficiente de desempenho. O refrigerador possui duas unidades: refrigeração e aquecimento. A primeira contém um condensador e um evaporador que se encontra na câmara fria. A segunda possui um queimador linear, um adsorvedor (contém o material adsorvente - zeólita 13X), dois trocadores de calor e um sistema de alimentação de gás, e estes interligam-se por uma tubulação formando o circuito de sifão térmico.O funcionamento do refrigerador é iniciado com a fase de aquecimento, o queimador é acionado para aquecer o óleo térmico através do trocador. Esse óleo transporta calor até o adsorvedor por diferença de densidade. No adsorvedor ocorre a dessorção, retirada do adsorbato (água) dos poros do adsorvente. Depois, o vapor se liquefaz no condensador, trocando calor com um fluxo de água concorrente, e depois escoa por gravidade para o evaporador, então o queimador é desligado e inicia a fase de resfriamento. As válvulas do circuito de aquecimento de óleo são fechadas e as do circuito de resfriamento são abertas. O óleo é resfriado no trocador (fonte fria), por meio de um fluxo de água concorrente e retorna para o adsorvedor (fonte quente). No circuito de refrigeração a pressão se reduz e ao atingir o ponto de saturação da água, no evaporador parte da água evapora e o restante se resfrie formando água gelada ou gelo dependendo da aplicação requerida. O coeficiente de desempenho encontrado foi 0,22, para a vazão mássica de óleo encontrada de 6,12x10-3kg/s e um consumo de gás natural de 0,222 kg.
Abstract: This work presents a procedure to calculate the mass flow rate in a closed thermal siphon circuit. It also presents the coefficient of performance of a sorption refrigerator with indirect heating. The basic systems components are a heating unit (a linear burner, an adsorber (filled with porous material - zeolith 13X), two heat exchangers and a gas feeding tank) and a cooling unit (an adsorber, a condenser and an evaporator inside the cool chamber). The refrigerator operates in an intermittent cycle, with a heating phase: the burner heats the thermal oil directly, it carries heat to the adsorber by natural draining. In the adsorber, the desorption occurs, and the water is released from the adsorber as vapor, then, it is condensed in a heat exchanger by a water counterflow, then liquid water flows by gravity to the evaporator; and a cooling phase: the burner is set off, the oil is cooled in an exchanger, by another water counterflow and returns for the adsorber. In the cooling circuit the pressure drops down, when reaches water saturation pressure, part of the water in the evaporator evaporates and the other is cooled, making frozen water or ice depending on the application. The procedure uses the physical parameters of the thermal siphon circuit and the thermal properties of the working fluid (thermal oil) to numerically estimate the mass flow rate through these new components, which were designed for this application. Other system parameters, such as performance coefficient, were also calculated. The numerical procedure was developed in FORTRAN and allows the use of various parameters in the calculation. The results show that for this new designed refrigerator, the mass flow hate of oil was of 6,12x10-3kg/s, the performance was 0,22 and a natural gas consumption of 0,222 kg for a 5,0 kg of ice production.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/61466
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