Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T17:51:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 270549.pdf: 4280765 bytes, checksum: d69253ac51544da5b724ee8d29b3e7bf (MD5) / A utilização de tubos ressonantes aplicados em dutos consiste em uma alternativa viável de silenciadores acoplados, promovendo significativas reduções em bandas amplas de freqüência. Contudo, a presença do escoamento no duto principal pode resultar em significativas oscilações aeroacústicas que podem eventualmente comprometer a utilização destes dispositivos. Oscilações aeroacústicas induzidas pelo escoamento caracterizam-se pelo regime não linear referente à interação entre a fonte acústica com o campo acústico. A existência de mecanismos de re-alimentação oriundos de tais interações resulta no surgimento de fenômenos complexos relacionados à descrição da dinâmica citada. O processo de re-alimentação induzido pelo próprio campo acústico deve-se ao acoplamento entre o campo acústico intrínseco à cavidade ressonante com as instabilidades da camada cisalhante formada na interface entre o escoamento no duto principal e o gás estagnado na cavidade. O presente trabalho considera oscilações auto-sustentadas em dutos na presença de tubos ressonantes. Simulações numéricas das equações de Navier-Stokes para a formulação de escoamento compressível bi-dimensional em regime transiente são realizadas com o emprego de modelos de turbulência do tipo URANS, com o propósito de descrever o fenômeno. Um modelo teórico simplificado para descrição de fontes aeroacústicas é utilizado com a finalidade de prever quantitativamente a amplitude da re-alimentação do campo acústico através de uma abordagem analítica. Nota-se que dependendo das condições do escoamento, a amplitude de re-alimentação em sua totalidade é subestimada ou superestimada pelos modelos numéricos e analíticos. A configuração analisada consiste na aplicação de um único ressonador, embora considerações sobre a existência de oscilações aeroacústicas induzidas em dutos com ramificações laterais do tipo co-axial tenham sido efetuadas. A abordagem experimental de tal fenômeno foi também realizada, permitindo caracterizar a existência da re-alimentação induzida, e de forma concomitante o efeito do escoamento sobre as ressonâncias internas do sistema acústico considerado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T07:52:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275236.pdf: 2807165 bytes, checksum: cac3b5c7a0c33b2f5a08fd47cf599cf8 (MD5) / Os tubos ressonantes são elementos acústicos reativos de absorção sonora, sintonizáveis em frequências múltiplas ou específicas. Estes podem ser aplicados para o controle de ruído em dutos, cavidades e filtros acústicos, como por exemplo, mufflers de compressores. A atenuação sonora proporcionada pelos absorvedores reativos geralmente é fornecida por mecanismos de reflexão atribuídos a variações bruscas na impedância acústica, associada ao acoplamento acústico das geometrias. As perdas por efeitos viscosos e térmicos no interior dos dutos são fatores importantes na absorção sonora, as quais devem ser levadas em consideração, necessitando-se assim um estudo aprofundado destes efeitos. A vantagem dos tubos ressonadores em relação ao ressonador de Helmholtz é a possibilidade de sintonização em múltiplas freqüências, o fato de sua aplicação ser robusta, não havendo a perda de suas características acústicas com o tempo, como ocorre com os materiais porosos impregnados de óleo. Para se entender as características de atenuação sonora dos tubos ressonantes em dutos, filtros acústicos e cavidades, realizou-se uma pesquisa através de procedimentos experimentais, modelos analíticos e computacionais. Com o objetivo de otimizar a atenuação dos tubos ressonantes, aplicaram-se métodos de otimização aos modelos analíticos de filtros de geometria simplificada e dutos, em relação aos parâmetros de dimensionamento e aplicação. Estes modelos foram comparados numericamente e experimentalmente através de avaliações feitas a partir da função resposta em freqüência, que representa a razão entre a pressão sonora medida na saída e na entrada da geometria analisada. Por fim, avaliou-se numericamente e experimentalmente a capacidade de atenuação sonora de tubos ressonantes aplicados em cavidades. Desta forma, pôde ser feita uma análise crítica dos resultados obtidos. Conclui-se que é possível obter boa atenuação do ruído aplicando-se tubos ressonantes em dutos, mufflers e cavidades. Apesar das limitações do modelo analítico, das incertezas experimentais e os erros numéricos, os modelos se mostram concordantes, tornando-se ferramentas eficientes de análise de materiais de absorção sonora.

Orientador: Edmundo da Silva Braga / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T22:49:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cabreira_ClovisMagri_M.pdf: 5471968 bytes, checksum: 2ccfafb6ae3ba04d7d7f1425dcd8cead (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: o objetivo principal deste trabalho foi apresentar o desenvolvimento de um filtro passa-faixas em 70 MHz, utilizando tecnologia de Ondas Acústicas Superficiais (OAS). Alguns dispositivos foram construídos para serem utilizados no sistema de transmissão de sinais de TV via cabo óptico, "TVFO". Estes dispositivos foram desenvolvidos no Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Telebrás, (CPqD-Telebrás), o qual propiciou todas as condições para a realização deste trabalho. Inicialmente, apresentou-se uma breve discussão sobre os conceitos básicos usados em filtros OAS, e também analisou-se os princípios de operação do dispositivo. Tipos de substratos utilizados, métodos de excitação e deteção de Ondas Acústicas pelo Transdutor Interdigital (TID), mecanismos de perdas no dispositivo OAS e efeitos secundários são discutidos. O projeto foi realizado usando o algoritmo Remez Exchange e o filtro OAS foi fabricado usando tecnologia normal, por ataque químico seletivo, de acordo com as facilidades disponíveis nos laboratórios do CPqD-Telebrás. Finalmente, o filtro OAS foi caracterizado através do uso do analisador de redes HP8753A. Os resultados obtidos nas medidas finais foram considerados bons, e o dispositivo foi utilizado no sistema TVFO desenvolvido pelo CPqD- Telebrás. As características de projeto e resultados típicos obtidos no filtro final são: Frequência central 70 MHz, Largura de .banda em 3dB 26 MHz, Ripple de atraso de grupo 30 ns, Perda de inserção 38.8 dB e rejeição de lóbulos laterais maior que 28 dB, em substrato de niobato de lítio, LiNbO3 -YZ / Abstract: The main objective of this work was to present the development of 70 MHz Bandpass filter, making use of Surface Acoustic Waves(SAW) technology. Some devices have been constructed in order to be used in the system to transmite TV signal by Fiberoptic, "TVFO". These devices were developed at the Brazilian Telecommunication Research an Development Centre (CPqDTelebrás), which provide alI condition to implement this work. Initially, the briefly discussion about the basic concepts used in SAW filter is presented and filters principIes of operation are analysed. Types of substrates utilized, method of excitation and detection of Surface Acoustic Wave by Interdigital Transducers (IDT), loss mechanisms in SAW devices and secondary effects are discussed. The design was done using Remez Exchange Algorithm and the SAW filters were developed using wet etch technology according to the facilities available at the CPqD-Telebrás laboratory. Finally, the SAW filters were characterized using HP 8753A NetWork Analyser. The results obtained in final measurements were considered as good, and the device was used in the TVFO system developed by CPqD-Telebrás. Design characteristics and typical results achieved in the final filter are: Center frequency 70 MHZ, 3 dB Bandwidth 26 MHz, Group delay ripple 30 ns, Insertion loss 38.8 dB and side lobes rejection greater than 28 dB, in LiNbO3 - YZ / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:53:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331231.pdf: 2510325 bytes, checksum: ba8d7af695a3d791054290c617d07067 (MD5) Previous issue date: 2014 / A eficiência de compressores recíprocos de refrigeração doméstica é afetada diretamente pelo aquecimento do gás no filtro acústico de sucção. A presente dissertação consiste na investigação experimental da transferência de calor no filtro de sucção de um compressor recíproco de velocidade variável. O trabalho analisa os efeitos da velocidade de operação (1200, 2000 e 4000rpm) e da razão de pressão, dada por dois pares de temperaturas de evaporação e de condensação, (-15,0°C/40,0°C) e (-25,0°C/40,0°C), sobre a transferência de calor. Com a utilização de termopares e sensores de fluxo de calor obtêm-se medições de temperatura e de fluxo de calor nas diferentes condições de operação. Observou-se que a transferência de calor no filtro de sucção é fortemente afetada pela pressão de evaporação e pela velocidade do compressor. Com base nesses resultados, correlações de transferência de calor são propostas e comparadas com correlações disponíveis na literatura. Para o escoamento externo, a correlação de esfera apresentou resultados em boa concordância com os dados experimentais. No escoamento interno, a correlação de Dittus-Boelter e de Gnielinski forneceu resultados em concordância satisfatória para os tubos, mas o mesmo não acontecendo no interior dos volumes do filtro de sucção.<br> / Abstract : The efficiency of reciprocating compressors adopted for household refrigeration is directly affected by the refrigerant superheating along the suction muffler. This dissertation reports an experimental investigation of heat transfer in the suction muffler of a variable-speed compressor. The study analyzes the effects of compressor speed (1200, 2000 and 4000rpm) and pressure ratio, given by the evaporating/condensing temperatures of (15.0°C/40.0°C) and (-25.0°C/40.0°C), on the heat transfer. Thermocouples and heat flux sensors allowed measurements of temperature and heat flux for different operating conditions. The results showed that heat transfer in the suction muffler is strongly affected by the evaporating pressure and compressor speed. Based on the measurements, heat transfer correlations are proposed and compared with correlations available in the literature. Correlations developed for spheres provided results in good agreement with experimental data for the external surface. On the other hand, the correlation of Dittus-Boelter and Gnielinski provided satisfactory agreement with measurements for the flow through tubes, but the same not happening inside the volumes of the suction filter.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2003. / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274161.pdf: 1910003 bytes, checksum: 92654d95f674f59c240f285f0ee41b8b (MD5) / O objetivo do presente trabalho é avaliar a influência do escoamento na geração de ruído em filtros acústicos de sucção, típicos de compressores herméticos. Estes sistemas têm a função de atenuar a pulsação do gás quando excitados pela válvula de sucção devendo contudo, apresentar mínima resistência à passagem do gás através de seu interior. Devido à complexidade geométrica envolvida na construção de um filtro acústico real, adotou-se um modelo simplificado composto por um único volume e dois tubos. O problema foi abordado sob duas metodologias numéricas distintas. Para a solução do campo acústico, utilizou-se o conceito de acústica linear através do Método dos Elementos Finitos. O escoamento foi modelado através do Método dos Volumes Finitos. Diferentes formulações foram investigadas com o objetivo de identificar a que melhor representa o escoamento no interior dos filtros em condições de trabalho normais. Verificou-se também o comportamento do escoamento quando submetido a condições de contorno diferentes. Experimentos foram conduzidos com o objetivo de verificar a influência do fluxo de massa nos níveis de pressão sonora e nas curvas de resposta em freqüência de filtros acústicos. Efetuou-se, também, o mapeamento da pressão no interior dos mesmos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T18:28:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 228796.pdf: 9600559 bytes, checksum: 242651d25776b4955856491e59e3c69a (MD5) / Materiais de absorção sonora consistem em meios porosos utilizados para reduzir o ruído em sistemas automotivos e industriais. Especialmente materiais fibrosos como a fibra de vidro, e porosos elásticos como espumas de poliuretano, são freqüentemente usados em controle de ruído, os quais transformam energia mecânica em calor através da interação entre suas fases sólida e fluida. A vantagem destes em relação aos ressonadores e outros elementos de controle consiste na atenuação numa ampla faixa de freqüência. Como os altos níveis de ruído gerados por máquinas e equipamentos industriais exigem um bom desempenho de seus filtros acústicos, propõe-se melhorar suas capacidades dissipativas a partir da inserção destes materiais em seus componentes. Desta forma, são desenvolvidos modelos numéricos que permitem identificar quais os parâmetros dominantes e quais componentes do filtro devem receber estes materiais para atenuar com eficácia o ruído gerado numa respectiva faixa de freqüência. As condições de contorno usadas nas simulações para representar a dissipação provocada pelos materiais de absorção são determinadas através da impedância acústica, calculada a partir de uma teoria que descreve o campo sonoro no interior de meios porosos de estrutura rígida a partir da determinação experimental de três parâmetros físicos característicos: a resistividade ao fluxo, a porosidade e o fator de estrutura. As avaliações dos resultados das diferentes configurações testadas são feitas a partir de uma função resposta em freqüência, que representa a razão entre a pressão sonora medida na saída e na entrada da geometria analisada. Finalmente, a comparação entre os resultados numéricos e experimentais indica que apesar das limitações presentes na teoria de propagação sonora em materiais porosos de estrutura rígida e das próprias incertezas presentes nas medições experimentais, os modelos numéricos fornecem bons resultados, constituindo uma importante, rápida e eficiente ferramenta de análise.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-26T12:12:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 302564.pdf: 7991962 bytes, checksum: 9f4fec0e527eaf45512130966832fcfa (MD5) / O transporte aéreo vem crescendo fortemente no Brasil nos últimos anos e um dos principais aspectos do conforto é o ruído no interior das aeronaves. As fontes de ruído podem ser dividias em fontes primárias e secundárias. As fontes secundárias (e.g. ar-condicionado e sistemas hidráulicos) são caracterizadas pelo nível de ruído gerado relativamente baixo em comparação às fontes primárias (e.g. motores, propulsores, turbinas e camada limite turbulenta). Entretanto, por geralmente representarem fontes tonais (frequências bem definidas), podem causar bastante desconforto para os passageiros e tripulação quando não devidamente tratadas. Conforme as pesquisas na redução do ruído de fontes primárias se intensificaram nos últimos anos, a parcela gerada por sistemas hidráulicos começa a ter maior representatividade em termos de geração de ruído em aeronaves. O ruído gerado por sistemas hidráulicos pode ainda ser subdividido em ruído aéreo, estrutural e via fluido. Através de medidas mitigadoras de ruído na própria bomba do circuito hidráulico, o ruído aéreo e estrutural pode ser substancialmente reduzido. Porém, o ruído propagado via fluido ainda se mostra um desafio para a indústria aeronáutica, pois a propagação da flutuação de pressão pelo fluido hidráulico excita as tubulações, gerando acoplamento entre fluido e estrutura. A vibração das linhas hidráulicas tende a excitar boa parte da estrutura da aeronave, irradiando desta forma ruído para o interior da cabine. Visando reduzir o ruído do sistema hidráulico em aeronaves, o presente trabalho estuda formas de redução da flutuação de pressão pelo fluido. Estudos experimentais foram realizados em um sistema hidráulico simplificado montado no Laboratório de Vibrações e Acústica. As flutuações de pressão geradas pela bomba foram comparadas aos resultados de um modelo numérico desenvolvido com o auxílio do software comercial AMESim. É feita também a comparação entre resultados numéricos e experimentais de atenuadores de linha do tipo câmara de expansão, ressonador de Helmholtz e tubo lateral. / Civil aviation has been growing strongly in Brazil in recent years, and internal noise control has become one of the main aspects regarding personal comfort. The main sources of aircraft interior noise can be classified into two categories: primary sources and secondary sources. Secondary sources (e.g. air conditioning and hydraulic systems) are responsible for generating lower noise levels compared to primary sources (e.g. engines, propellers, turbines and turbulent boundary layer). However, secondary sources usually represent tonal sources (narrow-band noise) causing discomfort to passengers and crew when not properly treated. As the research on noise reduction of primary sources has intensified in recent years, reducing hydraulic systems related noise became more important than before. Noise energy from hydraulic systems can be subdivided into air-borne noise (ABN), structure-borne noise (SBN) and fluid-borne noise (FBN). Through the application of specific devices directly on the hydraulic pump, the ABN and SBN can be substantially reduced. However, the FBN still represents a problem for the aviation industry, because the propagation of pressure ripple generally excites hydraulic pipes, which causes fluid-structure coupling. The vibration of hydraulic pipes tends to excite the aircraft structure, thus radiating noise into the cabin. Aiming the reduction of noise related to hydraulic systems, this work examines ways to reduce the FBN. Experimental measurements were performed on a simplified hydraulic system designed and assembled in the Laboratory of Acoustics and Vibration. The measured pressure ripple generated by the pump is compared with a numerical model, which was created using a commercial software called AMESim. Finally, it is performed a comparison between numerical and experimental results of three types of attenuators: expansion chamber, Helmholtz resonator and side-branch resonator.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:42:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262126.pdf: 2414654 bytes, checksum: ba5927b0657adc5a12f169efb0cf67a9 (MD5) / Acoustic filters are widely used in the industry to attenuate the noise emission from exhaust machines, cooling ducts, internal combustion engines, inlet and outlet pipes of compressors and others. Reactive acoustic filters are known as mufflers and use a system of tubes and cavities to reflect part of the incident acoustic wave, resulting in a lower transmitted sound pressure than the incident sound pressure. The prediction of acoustic performance of mufflers can be obtained by analytical, experimental and numerical methods as Finite Element Method (FEM) and Boundary Element Method (BEM). Nowadays, in order to obtain more assertive solutions which minimize implementation time and costs, only determine the acoustic performance is not enough. Consequently, optimization methods are important tools to be applied in the industry. This thesis proposes to demonstrate a numerical optimization using the Genetic Algorithm Method (GA) in two reactive mufflers: the first one is assembled with two tubes and one cavity, and the other with three tubes and two cavities. One wide frequency band was chosen for this evaluation. The numerical models were validated using experimental results for the transmission loss, wich was measured using the Two Sources Technique. The results showed FEM that simulations and GA optimization applied with a method of performance prediction in mufflers have good results in build of reactive mufflers in the desirable interest frequencies band with a relative low cost and time of development.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:58:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264561.pdf: 1735658 bytes, checksum: ac5d6d9c7e5b5da1f5fe2fdf835760a5 (MD5) / Nesta tese é proposta uma metodologia para obter dimensões básicas de um silenciador puramente reativo, de tal modo que a perda de transmissão sonora (TL) seja maximizada dentro da faixa de freqüência onde a eficiência de suas cavidades é notadamente baixa, otimizando assim a cavidade acústica. O cálculo da perda de transmissão (TL) é realizado com o método dos elementos finitos (FEM # formulação axissimétrica e tridimensional) e com o método dos elementos de contorno (BEM # formulação tridimensional). Emprega-se, juntamente com os métodos numéricos, um algoritmo genético (GA) para resolver o problema de otimização. Neste trabalho são avaliados dois modelos de silenciadores de câmara de expansão, o primeiro com uma e o segundo com duas câmaras. Após a análise computacional foi realizada uma verificação experimental dos resultados, através método das duas fontes com a finalidade de avaliar a precisão dos resultados numéricos e a validade da metodologia proposta. A Methodology is presented to determine the reactive muffler basic dimensions in order to maximize the sound transmission loss through the reactive muffler. First, by numerical methods are used to investigate the resonances of the cavities, which are optimized by using Genetic Algorithm (GA). Then, the Finite Element Method (axysimmetric and three-dimensional formulation) and Boundary Element Method (three-dimensional formulation) are used to evaluate the acoustic muffler performance in all numerical simulations. Results in terms of muffler performance are presented using the proposed methodology for single and double expansion chamber mufflers. To conclude, an experimental verification is carried out based on the Two Source Method, showing the accuracy of this numerically based methodology.