Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Resumo não disponível.

Este trabalho apresenta um estudo realizado em um grupo de trabalhadores de uma indústria de processamento de madeira aglomerada, expostos a níveis de pressão sonora elevada durante a jornada de trabalho. O reconhecimento, avaliação, controle e monitoramento dos riscos ambientais e implementação de programas de prevenção, entre eles, o Programa de Controle de Ruído e Conservação Auditiva, possibilitou verificar a influência da utilização do protetor auditivo na perda auditiva ao longo dos anos de trabalho em ambiente ruidoso. Observou-se que os trabalhadores que usavam o protetor auditivo regularmente apresentaram menos perda auditiva com um tempo maior de exposição (em anos) ao nível de pressão sonora elevada de modo contínuo, mesmo sendo levado em conta a superestimação da atenuação do equipamento de proteção individual, tanto em relação ao ambiente como ao tempo de uso. Também se observou que o limite de tolerância de 85 dB(A), valor utilizado como referência em não causar dano à saúde do trabalhador durante sua vida laboral, utilizado até 1994, não representa um nível confiável (seguro). Significando que, a partir desta data, o valor de 80 dB(A) como referência para o nível de ação de medidas preventivas adotado no Brasil, proporcionará resultado muito positivo em relação à prevenção da perda auditiva de seus trabalhadores. Ressalta-se como resultado mais expressivo do estudo a estabilidade dos limiares auditivos em ambas as orelhas de 81% da população, indicando que as medidas adotadas em relação ao meio ambiente e ao homem são de grande importância para a preservação da integridade física, psicológica e social dos trabalhadores

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:17:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348522.pdf: 7740797 bytes, checksum: 2e7aa82a643bf9ba928a8156bd1bf787 (MD5) Previous issue date: 2017 / O ruído emitido por um refrigerador doméstico é um fator importante. Níveis de ruído excessivos ou anômalos incomodam o usuário, gerando despesas com assistência técnica e substituição de produtos defeituosos. Dentre as diversas fontes de ruído em um refrigerador, destaca-se o ruído de expansão, originado no escoamento do fluido refrigerante através do tubo capilar. Este ruído apresenta uma natureza complexa, cujas características mudam de acordo com a variação das condições de operação do refrigerador. Objetivando ampliar a compreensão sobre o fenômeno, um estudo experimental com foco no aspecto vibro-acústico foi realizado em um refrigerador doméstico típico, empregando a medição direta do fenômeno-fonte, qual seja, a excitação acústica no escoamento de fluido refrigerante. O escoamento através do tubo capilar gera um jato bifásico turbulento, que se mostrou uma fonte importante de excitação acústica, com intensidade da ordem de 17 a 75 Pa, bastante dependente das condições de operação, e com forte oscilação, relacionada à característica oscilatória do escoamento. A excitação transmite-se para as tubulações, e daí para o gabinete, sendo capaz de gerar ruído audível. Este ruído varia em intensidade e distribuição espectral ao longo do ciclo de operação do sistema de refrigeração. Em qualquer escoamento em jato, a fonte primária de excitação acústica é a turbulência. Assim, sua intensidade está relacionada à velocidade do escoamento na descarga, que é diretamente proporcional à fração mássica de vapor neste ponto, e à razão de expansão no jato. Constatou-se que a intensidade da excitação gerada no jato bifásico é inferior à de um jato monofásico gasoso nas mesmas condições, o que é explicado pela redução da energia cinética turbulenta pela presença da fase dispersa (líquida), sendo esta redução proporcional à velocidade do jato. Mediante a visualização do escoamento, pôde-se constatar que, em uma ampla faixa de condições de operação, forma-se um vórtice na entrada do tubo capilar, que permite a este a ingestão de vapor misturado ao líquido, e esta condição resulta em menor geração acústica no jato, porém com maior oscilação. O vórtice pode ser contínuo ou intermitente, sendo que a última condição produz maior oscilação do escoamento e da excitação acústica. A presença de bolhas de vapor no escoamento no tubo capilar é capaz de gerar excitação acústica, devido ao efeito do resfriamento proporcionado pelo trocador de calor com a linha de sucção. Observou-se que esta excitação não consegue se propagar ao longo do escoamento, mas é forte o suficiente para ser transmitida localmente para a tubulação, propagando-se estruturalmente. O período inicial de funcionamento do ciclo de operação do sistema de refrigeração mostrou-se mais crítico em relação às excitações acústicas, devido à grande variação das grandezas físicas relacionadas ao fenômeno; o primeiro ciclo após uma operação de degelo mostrou-se ainda mais crítico. Níveis de excitação acústica anômalos, de intensidade muito superior aos níveis normais, foram observados em certas condições. As excitações são desproporcionais às grandezas termodinâmicas, indicando tratar-se de fenômenos de ressonância acústica. A excitação anômala denominada screech ocorre quando o tubo capilar ingere apenas fluido no estado líquido, e se combinam valores de velocidade e fração mássica de vapor elevados na descarga, condições que favorecem a probabilidade de ocorrência de choque no núcleo do jato. A excitação anômala denominada estouro (burst) ocorre quando se inicia a formação de vórtice, e a eficiência do trocador de calor é alta (baixa temperatura na saída do evaporador), indicando estar relacionada a uma maior excitação das bolhas de vapor presentes no escoamento; este tipo de excitação mostrou também maior probabilidade de gerar ruído audível. Medições de aceleração na tubulação na entrada do evaporador mostraram-se um indicador confiável da ocorrência de ambas as anomalias. Modelos matemáticos para a descrição dos fenômenos acústicos são propostos, permitindo o cálculo da potência acústica gerada pelo escoamento. Foi realizada uma análise da influência das condições de funcionamento, bem como das características dimensionais do trocador de calor tubo capilar - linha de sucção, sobre a excitação acústica. Observou-se que o aumento da temperatura de evaporação, a redução do diâmetro interno da linha de sucção ao longo do trocador de calor, e a redução do comprimento de entrada do tubo capilar mostram o potencial de reduzir a magnitude de todas as variáveis acústicas. / Abstract : Noise emitted by household refrigerators is a key factor. High noise levels annoy users, generating costs to manufacturers related to technical support and replacing products. Among the several sources of noise in a refrigerator, there is the expansion noise, related to the refrigerant fluid flow through the capillary tube. It has a complex nature, due to the transient character of the noise source, whose characteristics change according to the variation of the refrigerator operating conditions. With the aim at expanding the comprehension of the phenomena, an experimental study focused on the vibro-acoustic aspects was carried out in a typical household refrigerator, using a direct measurement of the source, that is, the acoustic excitation within the refrigerant fluid flow. The flow through the capillary tube generates a turbulent two-phase jet, which proved to be an important source of acoustic excitation, with average intensity of the order of 17 to 75 Pa, quite dependent on the operating conditions, and with strong oscillation, related to the oscillatory characteristic of the flow. The excitation is transmitted to the tubes, and from there to the cabinet, being able to generate audible noise. This noise varies in intensity and spectral distribution throughout the cycle of operation of the refrigeration system. In any jet flow, the primary source of acoustic excitation is turbulence. Thus, its intensity is related to the velocity of the discharge flow, which is directly proportional to the vapor mass fraction at this point, and to the jet expansion rate. It was found that the intensity of the excitation generated in the two-phase jet is lower than that of a single-phase gaseous jet under the same conditions, which is explained by the reduction of the turbulent kinetic energy by the presence of the dispersed (liquid) phase, this reduction being proportional to the velocity of the jet. By visualizing the flow, it could be seen that, over a wide range of operating conditions, a vortex is created at the entrance of the capillary tube, which allows the latter to ingest vapor mixed with the liquid, and this results in lower acoustic generation at the jet, but with greater oscillation. The vortex can be continuous or intermittent, the latter condition producing greater oscillation of the flow and acoustic excitation. The presence of vapor bubbles in the capillary tube flow is capable of generating acoustic excitation due to the effect of the cooling provided by the heat exchanger with the suction line. It has been observed that this excitation can not propagate along the flow, but is strong enough to be transmitted locally to the tube, propagating structurally. The initial period of the cooling system operating cycle was more critical in relation to the acoustic excitations, due to the great variation of the physical quantities related to the phenomenon; the first operation cycle after a defrosting operation was even more critical. Anomalous levels of acoustic excitation, of an intensity much higher than normal levels, were observed under certain conditions. The excitations are disproportionate to the thermodynamic quantities, indicating that they are due to acoustic phenomena. The anomalous excitation called screech occurs when the capillary tube ingests only liquid fluid, and high velocity and vapor mass fraction values are combined in the discharge, conditions that favor the probability of shock occurring in the jet core. The anomalous excitation called burst occurs when a vortex formation begins, and the the heat exchanger efficiency is high (low temperature at the evaporator outlet), indicating that it is related to a greater excitation of the vapor bubbles present in the flow; this type of excitation was also more likely to generate audible noise. Acceleration measurements in the tube at the evaporator inlet were a reliable indicator of the occurrence of both anomalies. Mathematical models for the description of the acoustic phenomena are proposed, allowing the calculation of the acoustic power generated by the flow. These models can be used in simulations for various purposes. An analysis was made of the influence of the operating conditions, as well as the dimensional characteristics of the heat exchanger capillary tube - suction line, on the acoustic excitation. It has been observed that increasing the evaporation temperature, reducing the internal diameter of the suction line along the heat exchanger, and reducing the inlet length of the capillary tube show the potential of reducing the magnitude of all acoustic variables.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:25:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348524.pdf: 3079082 bytes, checksum: 61141ece4dd95cda1c482fcc4fbbc130 (MD5) Previous issue date: 2017 / Os aeroportos são considerados modificadores urbanos do meio ambiente e da operação das aeronaves se verificam os principais impactos ambientais, tais como a emissão de gases dos motores e de ruídos aeronáuticos. O ruído aeronáutico, objeto do estudo, possui duas propriedades: uma acústica, medida com o uso de equipamentos, e uma não acústica ou subjetiva. Uma das propriedades subjetivas do ruído aeronáutico é o incômodo causado na população residente nas proximidades dos aeroportos. O objetivo deste trabalho foi elaborar e aplicar uma ferramenta de medida para quantificar o grau de incômodo associado às operações de pouso e decolagem de aeronaves comerciais do aeroporto internacional Hercílio Luz, em Florianópolis-SC. Para elaboração da escala grau de incômodo e calibração do instrumento de coleta de dados e análise dos itens (questões) foi utilizada a ferramenta de análise estatística Teoria de Resposta ao Item (TRI), empregada em análises subjetivas e psicométricas. O questionário final foi composto de 23 questões, distribuídas em seis facetas que abordam as características subjetivas percebidas do incômodo, como mudanças no comportamento cotidiano, nas atitudes sociais, no humor, no sono, na concentração e na sensibilidade. O questionário foi aplicado nos bairros Carianos, Ressacada e Campeche, para 300 pessoas, com o uso de duas modalidades de entrevistas: presencial e on-line. Dessa amostra, 56,4% da população foi classificada incomodada e 14,6% extremamente incomodada. A pesquisa permitiu identificar as facetas que mais interferem na percepção do grau do incômodo e, também, as localidades de maior sensibilidade e incômodo ao ruído aeronáutico, por meio da elaboração de curvas de contorno de ruído simuladas. O trabalho desenvolvido resultou na construção de uma escala de avaliação, fundamentada na TRI, subjetiva do grau de incômodo oriundo das operações aeronáuticas no entorno de um aeroporto. / Abstract : The aircraft noise constitutes the dominating factor of alteration in the lives of the population that lives in the surroundings of airports. It is known that the aircraft noise may be evaluated through acoustic measurements with specific equipment, or through social evaluation using questionnaires. This project presents an evaluation of the annoyance as a subjective measure of the aircraft noise that a population is exposed to by the operations of a civil airport in Florianópolis, SC. For the elaboration and calibration of the instrument of data collection and analysis of the items (questions), the statistical analysis tool used was the Item Response Theory (IRT), commonly used in subjective and psychometric analyzes. The final questionnaire, after done the calibration, was composed of 23 questions, distributed in six characteristics known as facets that address the perceived subjective properties of the noise annoyance, such as changes in daily behavior, social attitudes, mood, sleep, concentration and sensitivity. The questionnaire was applied to the Carianos, Ressacada and Campeche districts, for 300 people, through face-to-face and on-line methods. Of this sample, 56.4% of the population was classified as troubled and 14.6% extremely annoyed. The research allowed identify the facets that most interfere in the perception of the degree of annoyance and also the locations of greater sensitivity and annoyance to aircraft noise, through the elaboration of simulated of noise contour. The work developed resulted in the construction of an evaluation scale, based on IRT, of the degree of annoyance caused by the aircraft operations of a airport, in a nearby community.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-01-15T14:55:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337632.pdf: 27333306 bytes, checksum: e58f51b7572183af929551ee9747ff75 (MD5) Previous issue date: 2015 / Uma das principais fontes de ruído e vibração em compressores é o motor elétrico. No caso do compressor alternativo, o motor elétrico possui o papel de fornecer energia mecânica ao eixo e este, por sua vez, transfere a energia ao sistema pistão-manivela. Basicamente, as fontes de ruído e vibração em motores elétricos podem ser divididas em três categorias: mecânicas, aerodinâmicas e eletromagnéticas. Por meio de estudos já realizados é conhecido que as excitações de origem eletromagnética possuem um papel importante sobre o comportamento vibroacústico do motor. As forças de origem magnética apresentam consideráveis amplitudes em uma larga faixa na frequência e devem ser consideradas no projeto da máquina visto que podem excitar outros componentes em suas frequências de ressonância. Dentro dos estudos já realizados sobre as fontes de ruído e vibração em compressores alternativos observa-se que poucos trabalhos se dedicaram a investigar as fontes presentes na operação do motor elétrico. Assim, este trabalho tem por objetivo modelar e obter a contribuição das forças de origem magnética geradas pela operação do motor elétrico sobre o ruído e vibração presentes no compressor alternativo. Deste modo, a investigação das forças de origem magnética e a interação destas com os componentes estruturais do compressor alternativo serão realizadas. Para tanto, a modelagem dos sistemas mecânico, eletromagnético e acústico do motor elétrico foi desenvolvida por meio de técnicas analíticas e numéricas. Ensaios experimentais foram realizados para obter as forças magnéticas e a respectiva resposta vibroacústica do motor e para validar a modelagem proposta. Adicionalmente, a influência do esforço associado à compressão do gás foi determinada sobre a potência sonora do compressor.<br> / Abstract : One of the noise and vibration source of compressor is the electric motor. In the case of reciprocating compressors, the AC electric motor provides mechanical energy to the crankshaft which transfers this energy to the rod and piston. Basically, vibroacoustic sources in electric motors can be divided in three categories: mechanic, aerodynamic and electromagnetic. From the literature it is known that magnetic forces are relevant on the vibratory behavior of an electric motor. Magnetic excitations have great amplitudes in a wide frequency range and should be considered in machine design since they can excite other components in their resonant frequencies. Within the previous studies on the sources of noise and vibration in reciprocating compressors is observed that few studies have been dedicated to investigate the sources caused by the electric motor operation. This work aims to model and get the contribution of magnetic forces generated by the electric motor operation on noise and vibration of a reciprocating compressor. Thus, the investigation of the origin of magnetic forces and their interaction with other structural components of the reciprocating compressor will be performed. Therefore, the modeling of mechanical, electromagnetic and acoustic electric motor systems was developed through analytical and numerical techniques. Experimental tests were conducted to obtain the magnetic forces and the respective vibratory response of the motor. With these information, a validated numerical model is proposed. Additionally, the influence of the force associated with the compression of the gas was determined on the sound power of the compressor.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2017. / Submitted by Priscilla Sousa (priscillasousa@bce.unb.br) on 2017-10-30T14:11:08Z No. of bitstreams: 1 2017_SávioOliveiradeAlmeidaNeves.pdf: 3691780 bytes, checksum: 50ebe0491109f55dda671e440ca99e9e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-07T09:32:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_SávioOliveiradeAlmeidaNeves.pdf: 3691780 bytes, checksum: 50ebe0491109f55dda671e440ca99e9e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-07T09:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_SávioOliveiradeAlmeidaNeves.pdf: 3691780 bytes, checksum: 50ebe0491109f55dda671e440ca99e9e (MD5) Previous issue date: 2017-11-07 / Este trabalho apresenta a modelagem e análise do ruído existente em comunicações através da terra, do inglês Through-The-Earth (TTE), considerando modelos analíticos e medições realizadas em minas subterrâneas. A partir desta análise, verificamos que o ruído existente em comunicações através da terra é composto pelo ruído atmosférico e pelo ruído antrópico. O ruído atmosférico difere do ruído Gaussiano tradicional, visto que ele é dado pela soma de uma componente Gaussiana, gerada a partir de descargas elétricas distantes ao receptor, e de uma componente impulsiva, gerada a partir de descargas elétricas próximas ao receptor. Já o ruído antrópico é proveniente de linhas de transmissão de potência ou de equipamentos existentes na mineração, sendo composto por harmônicos, que possuem sua amplitude, fase e frequência instantânea variando pelo tempo. Após o estudo e caracterização do ruído existente em comunicações através da terra, propusemos um filtro digital adaptativo notch IIR, do inglês Infinite Impulse Response, para contornar a variabilidade da frequência de operação do sistema elétrico e de seus harmônicos, a fim de possibilitar a mitigação destes harmônicos de uma forma mais eficaz, possibilitando assim uma melhoria no desempenho de sistemas de comunicação através da terra. Como contribuições originais neste trabalho, calculamos a capacidade restrita do canal considerando entradas binárias equiprováveis e a presença do ruído atmosférico, verificando o impacto da componente impulsiva. Além disso, analisamos a variabilidade da frequência instantânea do ruído antrópico e como o ambiente de mineração pode afetar comunicações através da terra. E por fim, simulamos o enlace de comunicações TTE, considerando um modelo de canal já estabelecido na literatura e a presença dos ruídos atmosférico e antrópico. Nesta simulação, implementamos métodos estabelecidos na literatura para mitigação de harmônicos e comparamos os resultados com o filtro digital adaptativo proposto, alcançando uma maior robustez à variação da frequência instantânea ao utilizar o filtro adaptativo proposto. / This work presents the modeling and analysis of existing noise in Through-The-Earth (TTE) communications, considering analytical models and measurements of underground mines. From this analysis, we verified that the existing noise in Through-The-Earth communications is composed of atmospheric noise and man-made noise. Atmospheric noise differs from traditional Gaussian noise, since it is given by the sum of a Gaussian component, generated from electric discharges far from the receiver, and an impulsive component, generated from electric discharges near the receiver. The man-made noise is generated from power transmission lines or existing equipment in the mining environment, being composed of harmonics, which have their amplitude, phase and instantaneous frequency varying by time. After the study and characterization of existing noise in Through-The-Earth communications, we proposed an adaptive digital IIR notch filter to circumvent the power line and harmonics frequency variability belonging to man-made noise in order to allow the mitigation of these harmonics in an effective way, thus enabling an improvement in the performance of Through-The-Earth communication systems. As original contributions in this work, we calculate the constrained channel capacity considering equiprobable binary inputs and the presence of atmospheric noise, verifying the impact of the impulsive component. In addition, we analyze the instantaneous frequency variability of man-made noise and how the mining environment can affect Through-The-Earth communications. Finally, we simulate the TTE communications link, considering a channel model already established in the literature and the presence of atmospheric and man-made noise. In this simulation, we implemented methods established in the literature used for harmonic mitigation and compared the results with the proposed adaptive digital filter, achieving greater robustness to the instantaneous frequency variation when using the proposed adaptive filter.

Resumo não disponível.

Este trabalho apresenta um estudo realizado em um grupo de trabalhadores de uma indústria de processamento de madeira aglomerada, expostos a níveis de pressão sonora elevada durante a jornada de trabalho. O reconhecimento, avaliação, controle e monitoramento dos riscos ambientais e implementação de programas de prevenção, entre eles, o Programa de Controle de Ruído e Conservação Auditiva, possibilitou verificar a influência da utilização do protetor auditivo na perda auditiva ao longo dos anos de trabalho em ambiente ruidoso. Observou-se que os trabalhadores que usavam o protetor auditivo regularmente apresentaram menos perda auditiva com um tempo maior de exposição (em anos) ao nível de pressão sonora elevada de modo contínuo, mesmo sendo levado em conta a superestimação da atenuação do equipamento de proteção individual, tanto em relação ao ambiente como ao tempo de uso. Também se observou que o limite de tolerância de 85 dB(A), valor utilizado como referência em não causar dano à saúde do trabalhador durante sua vida laboral, utilizado até 1994, não representa um nível confiável (seguro). Significando que, a partir desta data, o valor de 80 dB(A) como referência para o nível de ação de medidas preventivas adotado no Brasil, proporcionará resultado muito positivo em relação à prevenção da perda auditiva de seus trabalhadores. Ressalta-se como resultado mais expressivo do estudo a estabilidade dos limiares auditivos em ambas as orelhas de 81% da população, indicando que as medidas adotadas em relação ao meio ambiente e ao homem são de grande importância para a preservação da integridade física, psicológica e social dos trabalhadores

Este trabalho apresenta um estudo realizado em um grupo de trabalhadores de uma indústria de processamento de madeira aglomerada, expostos a níveis de pressão sonora elevada durante a jornada de trabalho. O reconhecimento, avaliação, controle e monitoramento dos riscos ambientais e implementação de programas de prevenção, entre eles, o Programa de Controle de Ruído e Conservação Auditiva, possibilitou verificar a influência da utilização do protetor auditivo na perda auditiva ao longo dos anos de trabalho em ambiente ruidoso. Observou-se que os trabalhadores que usavam o protetor auditivo regularmente apresentaram menos perda auditiva com um tempo maior de exposição (em anos) ao nível de pressão sonora elevada de modo contínuo, mesmo sendo levado em conta a superestimação da atenuação do equipamento de proteção individual, tanto em relação ao ambiente como ao tempo de uso. Também se observou que o limite de tolerância de 85 dB(A), valor utilizado como referência em não causar dano à saúde do trabalhador durante sua vida laboral, utilizado até 1994, não representa um nível confiável (seguro). Significando que, a partir desta data, o valor de 80 dB(A) como referência para o nível de ação de medidas preventivas adotado no Brasil, proporcionará resultado muito positivo em relação à prevenção da perda auditiva de seus trabalhadores. Ressalta-se como resultado mais expressivo do estudo a estabilidade dos limiares auditivos em ambas as orelhas de 81% da população, indicando que as medidas adotadas em relação ao meio ambiente e ao homem são de grande importância para a preservação da integridade física, psicológica e social dos trabalhadores