Desarrollo de un modelo global de compresores de refrigeración de desplazamiento positivo

Resumen

El trabajo realizado en la presente tesis ha consistido en la creación de un modelo que permite el cálculo y diseño de compresores de refrigeración con una precisión elevada, El modelo ha de resolver el siguiente problema: dado cualquier compresor de refrigeración de desplazamiento positivo trabajando con cualquier refrigerante y fijadas las condiciones de presión y temperatura a su entrada y la presión a su salida, calcular el flujo másico trasegado por el mismo y la temperatura de salida; así como todas las variables internas de funcionamiento en función del tiempo. El modelo aborda los dos problemas principales existentes, el problema de circulación de flujos (problema hidráulico) y el problema de transmisión de calor entre elementos internos (problema térmico), calculando cada uno de ellos por separado y resolviendo el problema conjunto interativamente. El problema hidráulico se ha planteado dividiendo el compresor en volúmenes que intercambian masa a través de orificios (modelo de llenado y vaciado). El flujo másico circulante por los orificios se calcula con la hipótesis de condiciones estacionarias en los volúmnes usando la ecuación de flujo compresible isentrópico ajustada con un coeficiente de flujo del orificio. El modelo debe incluir el cálculo de la dinámica de las válculas, para en cada instante ser capaz de conocer su posición y a partir de las mismas, estimar su coeficiente de flujo por medio de medidas previas realizadas en banco de flujo. La dinámica de las válvulas del compresor se ha resuelto usando un modelo de vibración de un grado de libertada en el caso de válvulas de muello y mediante un análisis modal en el caso de válvulas de lámina. El problema térmico se ha resuelto dividiendo las partes sólidas del compresor en elementos cuya temperatura es constante y homogénea. Estos elementos intercambian calor por radiación y conducción entre ellos y por convección con los