masterThesis
Análise numérica de absorvedores de Chiller de absorção do tipo placa utilizando amônia/água como fluido de trabalho via CFD
Autor
LIMA, Álvaro Augusto Soares
Institución
Resumen
Esta dissertação tem como objetivo estudar os fenômenos de transferência de calor e massa que ocorrem de forma simultânea no absorvedor, equipamento crucial para o desempenho do chiller de absorção. Foi realizada uma análise paramétrica do absorvedor utilizando amônia e água como fluido de trabalho. Um modelo de trocador de calor de placas planas foi adotado e um escoamento de solução absorvente e vapor refrigerante foi considerado como em mistura e ocorrendo de cima para baixo no absorvedor. Em contrapartida, o fluido de arrefecimento foi considerado escoando, separado por uma parede, em sentido contrário a mistura. A análise foi realizada utilizando uma abordagem numérica, baseada na formulação utilizando as equações de conservação da massa, energia, quantidade de movimento e espécies químicas. As equações foram resolvidas com o auxílio do software de fluidodinâmica computacional ANSYS/CFX. A análise consistiu na variação da vazão de vapor refrigerante, solução absorvente e fração mássica de amônia presente na solução. Foi encontrado uma dependência não linear entre as vazões de vapor refrigerante e solução absorvente com o percentual de amônia presente na solução. Foi observado um ganho de 29,8% na fração em massa de amônia presente na solução absorvente quando reduzido em 10% o valor da fração mássica na entrada do absorvedor. CAPES This dissertation aims to study the phenomena of heat and mass transfer occurring simultaneously in the absorber, a crucial equipment for the performance of the absorption chiller. A parametric analysis of the absorber was performed using ammonia and water as the working fluid. A flat plate heat exchanger model was adopted and a flow of absorbent solution and refrigerant vapor was considered as in mixture and occurred from top to bottom in the absorber. In contrast, the cooling fluid was considered to flow, separated by a wall, in the opposite direction of the mixture. The analysis was performed using a numerical approach, based on the formulation using equations of conservation of mass, energy, amount of movement and chemical species. The equations were solved with the aid of computational fluid dynamics software ANSYS / CFX. The analysis consisted in the variation of the flow of refrigerant vapor, absorbent solution and mass fraction of ammonia present in the solution. A nonlinear dependence was found between the flows of refrigerant vapor and absorbent solution with the percentage of ammonia present in the solution. A gain of 29.8% was observed in the mass fraction of ammonia present in the absorbent solution when the value of the mass fraction at the entrance of the absorber was reduced by 10%.