Análise numérico-experimental de efeitos dinâmicos presentes na medição de pressão para determinação de diagrama indicador de compressores herméticos para refrigeração
| Autor: | Morona, Yan Medeiros |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Universidade Federal de Santa Catarina, Flesch, Carlos Alberto, Cervelin, Leonardo do Nascimento |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2019 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFSC Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) instacron:UFSC |
| Popis: | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2019. O diagrama indicador de um compressor obtido por processo experimental contém informações altamente relevantes sobre o desempenho do mesmo. Ele consiste em um gráfico empregado para descrever as mudanças correspondentes no volume e pressão no interior da câmara de compressão. Trata-se de processo invasivo e geralmente destrutivo, em que a pressão é usualmente medida com auxílio de transdutor. O volume instantâneo pode ser calculado por meio da medição da posição angular da manivela do compressor; ou pela medição direta da posição instantânea do pistão. Uma das maiores dificuldades enfrentadas durante o levantamento do diagrama indicador do compressor é garantir o sincronismo entre as medições de pressão e de volume. Usualmente, a medição da pressão no interior de compressores é feita com um transdutor de pressão inserido em um canal que permite acesso ao interior do cilindro. No entanto, a presença do referido canal muitas vezes faz com que os resultados apresentem erros que não podem ser corrigidos de maneira simples. Métodos tradicionais de correção, como ajuste de atraso no sistema, mostram-se infrutíferos. Buscando contornar parcialmente esse problema, um método alternativo foi proposto recentemente. Nesse caso, a medição de pressão no interior do cilindro é realizada a partir da placa-válvula do compressor. Um dos problemas da medição de pressão por meio da placa-válvula do compressor é a sujeição do transdutor a possíveis impactos do pistão na sua superfície sensora, além de efeitos de deformação do cabeçote do compressor, os quais podem comprimir lateralmente o transdutor de pressão, levando a valores incorretos de pressão. Ratificando relatos obtidos na literatura, ensaios realizados em laboratório no âmbito desta dissertação mostraram significativa divergência entre resultados obtidos por meio da placa de válvulas e aqueles obtidos por meio do canal. Visando melhor conhecer a medição de pressão do interior do cilindro do compressor, neste trabalho foram desenvolvidos e avaliados de forma experimental diferentes arranjos. O estudo resultou na proposição de um novo canal adaptador, mais bem posicionado, de acordo com as simulações, e na proposição de um modelo matemático que trata a presença do canal como um filtro mecânico para os valores de pressão. Este modelo permite converter os valores de pressão adquiridos por diferentes métodos, o que possibilita o emprego de arranjos experimentais que empregam canais, sem comprometer a confiabilidade metrológica dos resultados. Resultados mostraram que o modelo desenvolvido torna possível correlacionar os valores de pressão adquiridos por meio do canal com os valores de pressão equivalente na placa de válvula. Adicionalmente, ensaios preliminares mostraram que o canal proposto, quando aplicado juntamente com o modelamento matemático desenvolvido, resulta em melhor ajuste aos valores medidos a partir da placa de válvulas, quando comparado ao canal tradicional, além de os resultados obtidos a partir do novo canal apresentarem menor variabilidade entre todos os métodos avaliados neste trabalho. Abstract: The indicator diagram of a compressor used by the experimental process contains highly relevant information about its performance. It consists of the graph employed to describe the corresponding changes in volume and pressure within the compression chamber. It is an invasive and usually destructive process where pressure is normally measured with the aid of the transducer. The instantaneous volume can be calculated by the angular position of the compressor crank; or by directly indicating the instantaneous position of the piston. One of the biggest difficulties encountered while surveying the compressor gauge diagram is ensuring or synchronizing between pressure and volume measurements. Typically, a pressure filter inside compressors is made with a pressure transducer inserted into the channel that allows access to the cylinder inside. However, a presence on that channel often results in errors that cannot be corrected simply. Traditional methods of correction, such as system delay adjustment, prove unsuccessful. Seeking to work around this problem, an alternative method has been adopted recently. In this case, the pressure pressure inside the cylinder is performed from the compressor valve. One of the pressure pressure problems of the middle of the compressor valve plate is the transducer condition that can affect the shaft on its sensitive surface, as well as the compressor head transformation effects, which may include laterally or the pressure transducer. leading to incorrect pressure values. Ratifying selected reports in the literature, tests performed in the laboratory under this dissertation show significant differences between the results obtained through the valve plate and those used through the channel medium. In order to better understand the pressure pressure inside the compressor cylinder, this work was performed and reduced the experimental form of different arrangements. The study resulted in the proposal of a new, better positioned channel adapter, according to simulations and the proposal of a mathematical model that deals with the presence of the channel as a mechanical filter for pressure values. This model allows to convert pressure values acquired by different methods, or that allow the use of experimental arrangements that employ channels, without compromising the metrological methods of the results. Results shown that the developed model makes it possible to correlate the pressure values acquired through the channel with equivalent pressure values on the valve plate. Additionally, preliminary tests show the controlled channel, when applied with the developed mathematical model, the results are the best adjustments to the values measured from the valve panel when the traditional channel is displayed, and the results obtained from the new channel. less variability among all the methods applied in this work. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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