Projeto de trocador de calor

Universidade Federal de São Carlos

Trabalho Sistemas Frigoríficos
Projeto de um sistema de refrigeração

Sumário 1. Introdução 3 2. Metodologia 3 3. Resultados 4 4. Conclusão 9

1. Introdução

Um ciclo de refrigeração básico, é composto por 4 processos, sendo 2 processos com grande variação de pressão (expansão e compressão) e dois processos com grande troca de calor (evaporação e condensação).
Para realizar cada processo é necessário utilizar componentes físicos distintos, geralmente são: * Compressor:
É o componente que está ligado a energia elétrica e que comprime o fluido refrigerante e altera as pressões do ciclo.

* Condensador:
É um trocador de calor que envia calor do ciclo de refrigeração para o ambiente.

* Evaporador:
É um trocador de calor que retira calor do ambiente e o faz resfriar.

* Turbina:
Diminui a pressão do sistema e produz trabalho que é aproveitado no compressor do sistema.

* Válvula de expansão :
Também diminui a pressão do sistema, mas diferentemente da turbina, não produz trabalho. Usualmente as válvulas de expansão são utilizadas em sistemas de grande ou médio porte no lugar das turbinas, pois o custo beneficio dela é alto. Seu preço é muito menor quando comparado ao de uma turbina, e além disso o trabalho produzido pela turbina é muito baixo e o custo de manutenção elevado.

* Tubo capilar:
Outro dispositivo que diminui a pressão do sistema , assim como a válvula de expansão, não produz trabalho. Geralmente é utilizado em sistemas frigoríficos de pequena capacidade (10kW). É constituído por um tubo de grande comprimento (alguns metros) e pequeno diâmetro (comumente inferior a 2mm), tem um preço mais em conta quando compara a um turbina ou a uma válvula de expansão.

O ciclo básico que da a maior eficiência, de operação entre dois reservatórios térmicos, é o ciclo de Carnot, que utiliza um compressor, um evaporador, uma turbina e um condensador. O ciclo é idealizado