Análise de fontes de erro na medição de vazão mássica em ensaios de compressores de refrigeração

Abstract

O ensaio de desempenho energético, no qual são medidos capacidade de refrigeração e potência elétrica consumida, é um dos mais importantes para pesquisa e desenvolvimento e para controle da qualidade na fabricação de compressores de refrigeração. Para atender requisitos normatizados, a capacidade de refrigeração deve ser medida simultaneamente por dois equipamentos de medição independentes. São equipamentos típicos: calorímetro de fluido secundário; medidores de vazão mássica baseados na força inercial de Coriolis, instalados na fase líquida. A análise realizada no âmbito deste trabalho mostrou que a diferença de resultados entre os dois equipamentos de medição podem ser da ordem de 3% do valor medido, o que é aceitável por normas, mas geralmente inaceitável para a indústria, em especial quando a medição é destinada a atividades de pesquisa e desenvolvimento. Observou-se também que tais diferenças podem ter comportamento fortemente sistemático. Como parte deste trabalho foram projetados e construídos os aparatos físicos necessários e foi realizada ampla análise experimental envolvendo os fenômenos físicos identificados como críticos em termos de contribuição para a incerteza de medição em cada um dos dois métodos de medição. Ênfase foi dada na análise das possíveis contribuições de caráter sistemático. Os experimentos realizados permitiram concluir que as principais contribuições para a ocorrência de variações sistemáticas são provenientes de condições de operação do ensaio e de características construtivas do painel de ensaio.<br>

Abstract: The electrical performance test, which goal is to measure cooling capacity and active power consumption, is one of the most important tests of refrigerant compressors for both Research & Development and quality control in the manufacturing. To meet standardized requirements, cooling capacity must be measured simultaneously by two independent measuring methods. Typical equipment are: secondary fluid calorimeter; and mass flowmeter based on the Coriolis inertial force, installed in the liquid phase. Analysis performed in this work showed that the difference in results between two measurement equipment can reach 3% of the measured value, which is acceptable by international standards, but generally unacceptable in industry, especially when the measurement is intended to be used for research & development purposes. It was also observed that such differences may have a systematic behavior. As part of this work, physical devices were designed and built in order to allow a wide experimental analysis involving physical phenomena identified as critical in terms of contribution to the measurement uncertainty in each of the two measuring methods. Emphasis was placed on analyzing the possible systematic contributions. The experiments showed that the main contributions to the occurrence of systematic variations come from operating conditions of the test and constructive characteristics of the panel.