Desenvolvimento de transdutor de pressão aplicável em câmaras de compressão de pequeno volume

Abstract

Compressores de refrigeração cada vez menores vêm sendo desenvolvidos e fabricados. Em função disso, as câmaras de compressão também diminuem de tamanho. Para garantir a qualidade do projeto e da fabricação de compressores, ensaios para a verificação de desempenho são realizados. Um dos mais importantes é o levantamento do diagrama pressão-volume, com o qual se pode determinar a eficiência do compressor. Os transdutores de pressão atualmente empregados para determinar a grandeza pressão do interior da câmara do compressor provocam o aumento do que é chamado de volume morto, alterando o volume final da câmara e, consequentemente, introduzindo erro no processo. Sendo assim, quanto menor o volume da câmara, menos adequados são os transdutores atuais. Um trabalho anterior a este analisou possíveis tecnologias e procedimentos de construção de transdutores adequados para tal finalidade e apontou como mais promissora a utilização de extensômetros resistivos metálicos. Este trabalho avança nessa linha, desenvolvendo um transdutor e fazendo uma avaliação preliminar do seu comportamento metrológico. Alternativas para melhorias de vedação são apresentadas, assim como um estudo, via elementos finitos, da interferência da deformação da placa-válvula no transdutor. Além disso, diversos ensaios foram realizados com protótipos e estes apresentaram baixo erro de linearidade e boa repetibilidade. Análises em diferentes temperaturas indicaram comportamentos diferentes em ciclos de aquecimento e resfriamento do transdutor, mostrando um grande desafio ainda a ser vencido. Passos no sentido da solução foram dados neste trabalho e propostas de ações futuras são apresentadas.<br>

Abstract : Market and application requirements are inducing refrigeration compressors industries to develop and manufacture compressors with reduced dimensions. As a consequence, the compression chambers are also reducing in volume. For ensuring quality to the compressors design and production, tests for performance verifications must be carried out. One of the most important tests is the evaluation of the pressure-volume diagram that is directly related to the compressor efficiency assessment. A drawback of the transducers currently used for measuring the pressure in compressor chambers is the dead volume associated to their assembly. This dead volume changes the chamber volume and affects the pressure during the compression cycle. In a previous dissertation were examined suitable technologies and procedures for constructing pressure transducers. It was pointed out that metallic resistive strain gages is the most promising technology. The current dissertation presents the use of this technology for developing a transducer and preliminary assessments of its metrological behavior. Moreover, alternative techniques are presented for sealing improvement, as well as finite element simulations for evaluating the influence of the transducer seat deformation. Furthermore, several tests were performed and low linearity error and good repeatability could be observed. Analysis at different temperatures indicated unlike behaviors at heating and cooling cycles of the transducer, these results shown that there still is a great challenge to be overcome. Steps towards the solution were given in this dissertation and proposals for future actions are presented.