Transferência de calor e queda de pressão durante a condensação convectiva do R-134a em microcanais paralelos

Abstract

Condensadores constituídos de microcanais são considerados uma boa solução tecnológica em resposta à crescente demanda por sistemas compactos, que garantam a redução de custos de materiais e o uso de menor quantidade de fluidos refrigerantes. O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento termo-hidráulico da condensação convectiva do R-134a no interior de oito microcanais paralelos, arranjados horizontalmente, com diâmetros de 0,8 mm. O comportamento do coeficiente de transferência de calor por convencção, h, e da queda de pressão por atrito, obtidos experimentalmente, é analisado em função de diferentes variáveis, como título de vapor, xv, fluxo de calor, q'', velocidade mássica, G, e temperatura do fluido, Tf. As condições de teste são as seguintes: 0,55 < xv < 1; 7,3 bar < p < 9,7 bar; 28 oC < Tf < 38oC; 17 kW.m-2 < q'' < 53 kW.m-2 e 230 kg.m-2.s-1 < G < 445 kg.m-2.s-1. O resfriamento da superfície de condensação é obtido por meio de três resfriadores do tipo Peltier (RPs), cuja calibração é considerada uma inovação do presente trabalho. Os resultados mostram que o título de vapor, o fluxo de calor e a velocidade mássica exercem importante influência sobre o h, enquanto que a queda de pressão por atrito é função direta da velocidade mássica e da temperatura do escoamento. Uma conclusão importante do trabalho é que a queda de pressão em microcanais é bem estimada com o uso de formulações desenvolvidas para escoamentos bifásicos adiabáticos em canais de grandes diâmetros. Já para a transferência de calor, os resultados mostram que a previsão dos h's requerem modelos semi-empíricos ou correlações para escoamentos em condensação no interior de microcanais.