Estágio realizado na TNL e orientado pelo Eng.º Nuno Silva / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2012-10-21T04:52:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 209363.pdf: 1248384 bytes, checksum: 238c768dbd171057fa169196fff711ab (MD5) / A seleção de uma bomba hidrostática durante o projeto de um sistema hidráulico é uma decisão importante que tem grande influência na qualidade da atuação do sistema. É uma tarefa que requer tanto conhecimento teórico, disponível através da literatura técnica, quanto conhecimento heurístico adquirido ao longo de anos de experiência.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-06T13:29:23Z No. of bitstreams: 1 149225.pdf: 1936793 bytes, checksum: 7973f12e8760eecebb44bac866edcedd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-06T13:29:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 149225.pdf: 1936793 bytes, checksum: 7973f12e8760eecebb44bac866edcedd (MD5) Previous issue date: 1978-11 / Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um algoritmo computacional, na área de Mecânica dos Fluidos, para projeto de instalações e sistemas hidráulicos. Consiste, principalmente, no desenvolvimento de um método de projeto de sistemas hidráulicos, compatível com a utilização de métodos computacionais em relação às variáveis de projeto, características do movimento de fluidos incompressíveis e Newtonianos, em regime estacionário. Com tal objetivo, desenvolveu-se um algoritmo numérico, utilizando-se equações de Darcy-Weisbach, Hagen-Poiseuille e HazenWilliams, para o cálculo da perda de carga, e de Colebrook, para o cálculo do fator de atrito. A resolução da equação de Colebrook foi pelo método iterativo de Newton-Raphson. As características para a determinação dos coeficientes de resistência em elementos do sistema hidráulico, tais como válvulas, reduções, derivações, etc., compõe um segundo algoritmo para as perdas de carga secundá- rias. Este algoritmo numérico, correspondente a um sistema iterativo convergente, atende aos vários anéis e aos padrões de projeto dos sistemas. O programa global, composto das rotinas de cálculo, utiliza também um esquema iterativo de correção dos incrementas das vazões, em cada anel do sistema, ao mesmo tempo em que considera as alterações necessárias resultantes da utilização dos elementos secundários. Os elementos secundários são calculados segundo as equações convencionais da literatura existente, na forma de energia cinética, de modo a facilitar a introdução de novos parâmetros quando estes se fizerem necessários. Além disso, o programa atende especificações restritivas em pressão de ejeçao nos vários pontos de intersucção dos anéis, possibilitando uma rápida análise de performance do comportamento do sistema, corrigindo automaticamente os diâmetros dos tubos necessários. / This work aims at the development of a algorithm within the Fluids Mechanical area to the computational installations and hydraulic systems design. It mainly consists of the development of a method of hydraulic systems design compatible to the use of computational methods connected with the design variation and with the incompressible fluids' move characteristics and Newtonian one, in a stationary mood. Held to such purpose, a numerical algorithm was developed through the use of equations from Darcy – Weisbach Hazen Poiseuille and Hazen-Williams, to figure out the loss of charge, and from Colebrook, to figure out the factor of friction. Colebrook's equation solution was gotten by the use of iterative method. The characteristics to establish Newton-Raphson's coefficients of resistence within the hydraulic systems elements, such as valves, reductions, derivations and so one, compose a second algorithm to the secondary lasses of charge. This numerical algorithm corresponds to a convergent iterativa system and fits on several loops and on patterns of the systems design. The whole schedule, composed of usual calculation, also makes use of a small iterative scheme for correcting the increments of drainages in each system loop, while, at the sarne time, it controls the necessary changes which come from the use of the secondary elements. The secondary elements are calculated according to the conventional equations from the existing literature, in a cinetic energy mood, so that to facilitate the inclusion of further details whenever they are necessary. Besides, the schedule is okay for restrictive specifications in pressure of ejection on different points of the loops' intersuction and for this reason the schedule makes possible a quick study on the system's behavior acting by putting in order, automatically, the diameter of tubes.

O ruído excessivo é considerado problema de saúde pública devido ao seu impacto a saúde humana. Nas edificações residenciais, os ruídos emitidos por instalações hidrossanitárias são maioria nas reclamações dos usuários. Neste contexto, destaca-se a necessidade do controle acústico em edificações residenciais, em específico deste estudo, para o controle do ruído hidrossanitário em instalações prediais. A norma NBR 15575: 2013 estabelece parâmetros para que os ruídos gerados por instalações hidrossanitárias não produzam níveis de pressão sonora elevados no interior dos dormitórios. Os níveis elevados provocam uma percepção auditiva desagradável e podem gerar constrangimentos entre vizinhos, devido à falta de privacidade. O objetivo deste artigo é avaliar e comparar os resultados de possíveis soluções acústicas para mitigar os níveis de pressão sonora gerados pelas instalações hidrossanitárias prediais, devido o acionamento de descargas de vasos sanitários e abertura de torneiras. Foram realizadas medições de níveis de pressão sonora conforme a norma ISO 16032: 2004 adaptada para laboratório em câmara de ensaios acústicos hidrossanitários do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) para nove amostras de envelopamento acústico. Os resultados técnicos encontrados através das grandezas LZeq,nT, LAeq,nT e LASmax,nT foram analisados e comparados para cada amostra medida no tubo envelopado e no tubo aparente. Para as amostras analisadas, a maioria das amostras apresenta ? L >= 20 dB no acionamento da descarga do vaso sanitário e ? L >= 10 dB para o ruído oriundo da abertura da torneira. Através da estimativa custo-benefício, verificou-se que a amostra C possui a melhor relação entre as amostras estimadas. / Excessive noise is considered a public health problem due to its impact on human health. In residential buildings, the noises emitted by hydrosanitary are the source of most complaints from users. In this context, we highlight the need for acoustic control in residential buildings, in the specific case of this work, for the control of hydrosanitary systems noise in building. The standard NBR 15575: 2013 establishes parameters for the noises generated by hydrosanitary systems do not produce highs sound pressure levels inside the bedroom. When these levels are high, they cause a nasty hearing perception and can generate constraints between neighbors, due to the lack of privacy. The goal of this dissertation is to evaluate and analyze the results of possible acoustic solutions to mitigate the sound pressure levels generated by hydrosanitary systems, due to the triggering of discharge activation of toilets and tap opening. For this, measurements of sound pressure levels as ISO 16032: 2004 adapted to laboratory in acoustic testing environment hydrosanitary Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) to nine samples. Evaluated and compared the technical results found through the variable, LZeq,nT, LAeq,nT e LASmax,nT, for each sample as the tube enveloped and apparent tube. The results for the samples analysed are satisfactory, since most samples reduce more than 20 dB for noise generated due to the discharge activation and 10 dB for noise from the tap opening. Through the cost-benefit analysis, it was found that the sample C has the best relation between estimated samples.

This work aims to demonstrate an approach to design a fly-by-wire mobile surface control system for a commercial jet employing multiobjective optimization techniques. This approach consists on sizing a set of design parameters of the control system based on model simulation and response analysis coupled with optimization algorithms in a multiobjective design environment. An overview on control surface systems is presented, focusing on fly-by-wire. To provide the theoretical basis, a review on optimization theory and methods is presented, as well it is developed the system mathematical model. The system in focus is of electro-hydraulic actuation, where a controller acts on a servo valve, that commands an actuator for positioning control of an aircraft rudder. The design approach was to optimize a set of system components parameters, such as controller gains, servo valve and hydraulic actuator parameters, that result in adequate workloads and produce a system that meets the design requirements and is cost-effective. The model, to be simulated and analyzed, is implemented in MATLAB/Simulink, from where the system response characteristics are passed to the optimization environment. A multiobjective genetic algorithm is applied, and as a result from the optimization process we obtain a Pareto set, from where an optimal design is chosen for a detailed analysis.

The objective of this work was to develop a high fidelity model representative up to high frequencies of a Flight Control System with hydraulic actuation on active-active mode. The usage of a Fly-By-Wire architecture and hydraulic actuation system on active-active mode has brought new engineering challenges like the force-fight between actuators and its structure fatigue life consumption on normal and failure scenarios such as oscillatory mal-functions. Once that these failure modes can exist up to high frequencies, it makes necessary the development of a high fidelity model of a flight control system representative up to high frequencies. The model herein developed has a high fidelity model of an EHSV, hydraulic actuator, a position loop and the control surface, as well as other models complementary in order that it can be possible to analyze the whole system up to high frequencies. It was analyzed the performance of the model at step input response and frequency response, showing to be a model close to the expected response of a real system. Also it was analyzed the frequency response of its components showing to be a representative model up to high frequencies. Besides the performance analysis, it was studied the behavior on a oscillatory mal-function scenario, showing the expected level of structure load, as well as its fatigue life consumption, showing the need to monitor these types of failures.

O objetivo desta tese é modelar o sistema anti-skid de uma aeronave utilizando o aplicativo AMESIM e analisar os resultados apresentados por meio de simulação. Considera-se o comportamento normal do sistema e o efeito da ocorrência de diferentes tipos de falhas. Este aplicativo é baseado na teoria de Grafos de Ligação e permite a construção de modelos dinâmicos com elevado grau de detalhamento. O modelo elaborado visa à utilização na validação de propostas de estratégias de controle para o sistema anti-skid.

As aeronaves de pequeno e médio porte mais recentes seguem a tendência de incluir um sistema de geração hidráulica para proporcionar melhor qualidade de vôo, manobrabilidade em solo e desempenho. Este sistema tem características semelhantes às aeronaves de grande porte, incluindo a utilização de vários usuários tais como os comandos de vôo, trens de pouso, "steering", freios e reversos. Por ser um sistema que trabalha em alta pressão e em diversas condições de operação, o sistema hidráulico está sujeito a aquecimento, o que pode comprometer a integridade do sistema e sua segurança. Existem hoje poucas referências que tratam da modelagem da troca de calor e temperatura em de sistemas hidráulicos. Neste sentido, este trabalho apresenta uma abordagem para análise do desempenho térmico de um sistema hidráulico de uma aeronave por meio da ferramenta AMESim. Alguns componentes têm seus parâmetros mais impactantes identificados por meio de experimentos específicos. É analisado um cenário crítico para possibilitar a identificação dos limites do sistema e possíveis soluções para os problemas. Com base nesses dados é possível adiantar problemas de aquecimento em sistemas hidráulicos logo na sua concepção visando à segurança e confiabilidade do sistema.

O Sistema Hidráulico de Campos Elevados de Cultivo, Camellones, construído ao longo de 2500 anos pelos grupos pré-hispânicos da Sabana de Bogotá, Colômbia, é o tema central da presente tese. O nosso trabalho focou na relação estabelecida entre estes grupos e a água, para determinar de que maneira a interação entre ambos levou a uma forma particular de exploração dos recursos e de ocupação do território. O objetivo geral da pesquisa foi entender como foi organizada a espacialidade e as atividades cotidianas, especificamente durante o período Muisca Tardio (1000 - 1550 DC), em torno do sistema hidráulico, isto é, como se construiu uma paisagem agrícola em um ecossistema de águas abertas, e como mudou essa paisagem com a colonização espanhola durante a segunda metade do século XVI. Apoiados nos conceitos e elementos teóricos da Arqueologia da Paisagem e da Ecologia Histórica, e nos dados arqueológicos, paleo-ambientais, documentais e na fotointerpretação, desenvolvemos uma análise que permitiu estabelecer que o sistema de camellones foi o resultado da inter-relação homem-meio em que os homens criaram uma forma de viver em um meio alagadiço e com grandes áreas de pântano permanente, construindo longos canais para controlar a água, criando áreas de mitigação das enchentes, obstruindo a confluência de alguns rios e elevando os campos para cultivo. A água, longe de ser um problema, se transformou no eixo de um sistema que não só provia alimentos mas também recursos derivados da pesca e da caça. Esta paisagem mudou drasticamente com a colonização espanhola, já que ela transformou o sistema social e produtivo dos Muiscas, o qual sustentava o sistema hidráulico. A mudança na forma de posse da terra, no tipo de plantas cultivadas, na introdução de elementos completamente alheios como o gado, somado à queda populacional, ao rompimento dos laços comunitários tradicionais, enfim, o desabamento do mundo que até então tinham conhecido, dificultou a reprodução social das estruturas necessárias para que o sistema hidráulico sobrevivesse. / The Hydraulic System of Raised Fields Cultivation, Camellones, built throughout 2500 years by pre-Hispanic groups from the Sabana de Bogotá, Colombia, is the central theme of this thesis. Our work focused the relationship between these groups and the water, to determine how the interaction between them led to a particular form of exploitation of resources and occupation of the territory. The overall objective of the research was to understand how it was organized the spatiality and quotidian activities, specifically during the Late Muisca period (1000 - 1550 AD), around the hydraulic system, that is, how it was built an agricultural landscape in an ecosystem of open water, and how this landscape changed with the Spanish colonization during the second half of the sixteenth century. Building on the concepts and theoretical elements of Landscape Archaeology and Historical Ecology, as well as archaeological, paleo-environmental, documentary data and photointerpretation, we developed an analysis that determined that the system of camellones was the result of the inter-relationship man-environment in which men have created a way to live in a wetland environment and with large areas of permanent swamp, building long channels to control the water, creating areas of mitigation of floods, blocking the confluence of some rivers and raising the fields for cultivation. The water, far from being a problem, has become the axis of a system that not only provided food but also the proceeds of fishing and hunting. This landscape has changed dramatically with the Spanish colonization, as it transformed the social and productive system of Muiscas, which supported the hydraulic system. The change in the form of land tenure, the type of crops, the introduction of completely unrelated elements such as cattle, added to the population decline, the breakdown of traditional community ties, ultimately, the collapse of the world that they had hitherto known, difficult the social reproduction of the structures necessary for the hydraulic system to survive.

A presente pesquisa tem, como objetivo, avaliar o desempenho de bacias sanitárias de 4,8 L/descarga, bem como do sistema de esgoto sanitário, quando estas bacias sanitárias estão instaladas. Para essa pesquisa foram realizadas três etapas: revisão bibliográfica, etapa laboratorial e etapa de campo. Na etapa laboratorial foram ensaiadas vinte bacias sanitárias de 4,8 L/descarga, tanto bacias sanitárias projetadas para funcionar com 4,8 L/descarga quanto bacias sanitárias projetadas para funcionar com 6,8 L/descarga, mas reguladas para 4,8 L/descarga. Foram observadas bacias sanitárias que atendem o desempenho de remoção de dejetos da própria bacia, mas apenas cinco bacias sanitárias (25%) foram aprovadas em todos os ensaios realizados. Nenhuma das bacias sanitárias projetadas para funcionar com 6,8 L/descarga, mas regulada para 4,8 L/descarga, foi aprovada nesta etapa. Na etapa de campo, dez casas tiveram o consumo de água total e da bacia sanitária monitorados e foram realizadas cinco filmagens da rede de esgoto sanitário. Durante a etapa de campo, embora os usuários não tenham relatado problemas no desempenho das bacias sanitárias, o monitoramento dos dados revelou a presença de acionamentos sucessivos em algumas das residências. As filmagens da rede de esgoto sanitário mostraram depósito de sólidos, que pode ter ocorrido devido à redução do volume de água despejado na rede. Assim, não é possível afirmar que a substituição de bacias sanitárias de 6,8 L/descarga por aquelas de 4,8 L/descarga não causa impacto no desempenho do sistema de esgoto sanitário. Com a comparação entre os ensaios realizados em laboratório e os resultados obtidos em campo, verificou-se que os ensaios constantes, nas normas atuais, não são suficientes para avaliar bacias sanitárias de 4,8 L/descarga, mas foi possível verificar uma relação do ensaio de transporte de pasta de soja com o desempenho de bacias sanitárias de 4,8 L/descarga. Esse ensaio separa as bacias sanitárias de 4,8 L/descarga com bom desempenho em campo das que não apresentaram bom desempenho em campo; por isso, pode ser inserido em uma próxima revisão normativa que contemple bacias sanitárias de 4,8 L/descarga. / This research aims to evaluate the performance of low flush toilets (4.8 Lpf - liters per flush) and the performance of the drainage system when these toilets are installed. In this research, 3 steps were realized: bibliographic review, laboratory step and field step. In the laboratory step, 20 toilets were tested, both 4,8 Lpf toilets and 6,8 Lpf toilets, but regulated to 4,8 Lpf. There were toilets that attend the removal test of the toilet itself. This result shows that some products have enough technology to work with reduced volume, but only 5 toilets (25%) were approved in all laboratory tests. None of the 6,8 Lpf toilets, but regulated to 4,8 Lpf, was approved in the laboratory tests. In the field step, 10 houses had total water consumption and toilet consumption monitored. In addition, 5 filming - real time video - of the drainage system were realized. During the field step, although problems weren\'t reported in the performance of the toilets by the users, data\'s monitoring revealed the presence of constant successive flushes in some of the residences. The filming of the drainage system showed solid deposits which may have occurred due to the reduction of the water discharge. Thus, it isn\'t possible to afirm that the replacement of 6,8 Lpf toilets by 4.8 Lpf toilets doesn\'t have an impact on the performance of the drainage system performance, therefore it can\'t be applied unrestrictedly. With the laboratory tests and the results obtained in the field, it was verified that the tests included in the current standards aren\'t sufficient to evaluate the 4.8 Lpf toilets, but it was possible to verify a correlation of the transport of soybean paste test with the performance of 4.8 Lpf toilets. This test separates the 4,8 Lpf toilets with proper performance in the field from those that didn\'t present proper performance in the field, so it can be inserted in a next normative revision that contemplates 4,8 Lpf toilets.