Aprimoramento e caracterização do comportamento metrológico de uma bancada de ensaios de partida e de tombamento de compressores de refrigeração

Abstract

Ensaios de partida e de tombamento de compressores de refrigeração têm como objetivo estabelecer os limites nos quais ele pode operar, determinando a adequação ou não a certa aplicação. Tais ensaios são realizados atualmente em bancadas manuais, não tendo sido encontrado na literatura nenhum relato de bancada automatizada. Trabalho de mestrado que antecedeu este desenvolveu uma bancada protótipo automatizada que, embora tenha permitido grande avanço à forma como os ensaios são realizados atualmente, ainda necessitava de aprimoramentos no método de medição de temperatura do enrolamento do compressor e da caracterização metrológica dos resultados. O sistema existente de medição de temperatura possui incerteza de ±10 °C, enquanto a tolerância dos ensaios é de ±4 °C. As melhorias propostas nesta dissertação permitiram a redução da incerteza para menos de ±2 °C, adequando o equipamento existente à tolerância exigida pelos ensaios. O resultado dos ensaios de tombamento é uma curva que relaciona a pressão de sucção e a pressão de descarga do compressor que está sendo testado, não sendo caso típico da aplicação direta do ISO GUM para avaliação de sua incerteza. Neste trabalho foi proposto um método alternativo que utiliza os princípios da Simulação de Monte Carlo para análise de incertezas. Tal método permitiu determinar a incerteza da curva de tombamento com nível de confiança de 95%, permitindo uma análise mais segura da adequação de determinado compressor a uma dada aplicação.

Start and stalling tests of refrigeration compressors aims to establish the limits under which they can operate, determining if a certain compressor is suitable or not to a certain application. Actually, these tests are performed using manual panels and reports of automated panels have not been found in the literature. A previous work has developed a prototype of an automated test panel. Though this panel has brought great progress in the way the tests are performed nowadays, it still needed improvements in the method for measuring the winding temperature of the compressor under test and the metrological characterization of the results. The existing system has temperature measurement uncertainty of ±10 °C, while the tolerance admitted by the test is ±4 ° C. The improvements proposed in this dissertation allowed the reduction of uncertainty to less than ±2 °C, adapting the existing equipment to the tolerance required for the tests. The result of the stalling test is a plot that relates the suction and discharge pressures of the compressor, thus this is not a typical case of direct application of the ISO GUM for evaluation of measurement uncertainty. This work has proposed an alternative method that uses the principles of Monte Carlo simulation for uncertainty analysis. This method has allowed the determination of the uncertainty of the stalling curve with a confidence level of 95%, what provides a more secure analysis of the suitability of a compressor to an application.