Ruído gerado em refrigeradores skin condenser por pulsação de descarga

Abstract

A evolução das residências com novos conceitos arquitetônicos coloca equipamentos como refrigeradores mais próximos de ambientes de estar, aumentando a importância de produzir equipamentos cada vez mais silenciosos. O conceito de refrigeradores tipo skin condenser tem sido cada vez mais explorado pelo fato de proporcionar vantagens em relação aos condensadores convencionais. Entretanto, a pulsação da descarga do gás de refrigeração tem-se tornado uma fonte significativa do ruido pelo fato de excitar diretamente o gabinete. Este trabalho analisa os mecanismos de excitação de vibração do gabinete pela pulsação do gás nos tubos do condensador. Testes iniciais foram realizados com medição de vibração em gabinetes de refrigeradores com skin condenser. Os resultados mostraram que o gabinete vibra de modo forçado nas frequências de pulsação, com a forma dos modos naturais de flexão mais próximos. O mesmo comportamento foi encontrado quando segmentos da parede de refrigeradores skin condenser foram excitados somente por pulsação, demonstrando que os modos de flexão governam a deformação. A análise teórica mostrou que o momento fletor devido à pulsação é causado por assimetrias na seção transversal do tubo, que podem ser relativas à geometria, propriedades ou condições de contorno do tubo. Avaliações numéricas foram realizadas para validação da análise teórica e confirmaram este efeito em diversos tipos de assimetrias. Com estes resultados foi possível propor diferentes configurações de montagens de skin condenser visando a minimização da geração de vibração no gabinete, que foram testadas utilizando simulação numérica.

Abstract: The evolution of homes with new architectural concepts places equipment such as refrigerators closer to living environments, increasing the importance of producing increasingly quiet equipment. The concept of skin condenser refrigerators has been increasingly explored for its advantages over conventional condensers. However, the pulsation of the cooling gas discharge has become a significant source of noise because it directly excites the enclosure. This work analyzes the mechanisms of cabinet vibration excitation by gas pulsation in the condenser tubes. Initial tests were performed with vibration measurements on refrigerator cabinets with skin condenser. The results showed that the cabinet vibrates in a forced mode at pulsation frequencies, with the shape of the closest natural bendings modes. The same behavior was found when segments of the skin condenser refrigerator wall were excited only by pulsation, demonstrating that the bending modes govern the deformation. Theoretical analysis showed that the bending moment due to pulsation is caused by asymmetries in the tube cross section, which may be relative to the tube geometry, properties, or boundary conditions. Numerical evaluations were performed to validate the theoretical analysis and confirmed this effect in several types of asymmetries. With these results it was possible to propose different configurations of skin condenser assemblies aiming at minimizing the vibration generation in the cabinet, which were tested using numerical simulation.