Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02Bitstream added on 2014-06-13T20:00:03Z : No. of bitstreams: 1 tofoli_f_me_guara.pdf: 778310 bytes, checksum: 518b10e7c88d6a576eb683e42128bcd4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho tem como objetivo a análise da influência de parâmetros adimensionais e grandezas dimensionais no projeto de turbomáquinas operando em diferentes situações de pressão, temperatura e vazão mássica de vapor. O trabalho é divido em duas partes principais, sendo que inicialmente são analisados os parâmetros adimensionais e as grandezas dimensionais que influenciam diretamente o valor do rendimento interno das turbomáquinas térmicas que utilizam o vapor como fluido de trabalho. Na segunda parte do trabalho são abordadas as classes de pressão e rotação específica, e sua influência no comportamento de parâmetros adimensionais. A aplicação dos resultados está diretamente ligada a especificação de turbomáquinas em sistemas de cogeração para aproveitamento de fluxos térmicos provenientes de processos, queima de combustíveis ou gases de escape de uma máquina térmica, para os quais os projetistas necessitam estimar o rendimento de tais componentes por ocasião da análise de viabilidade econômica. / This work has as objective the analysis of the influence of dimensionless parameters and dimensional greatness in the project of turbomachinery operating in different pressure situations, temperature and flow steam. This work is shared in two main parts, which are initially analyzed the dimensionless parameters and the dimensional greatness that directly influence the internal efficiency of the thermal turbomachinery that using steam as the working fluid. In the second part of the work are accosted the classes of pressure and specific rotation, and its influence on the behavior of dimensionless parameters. The application of the results is directly linked to the specification of turbomachinery in cogeneration systems for use of heat flows from processes, burning of fuel or the exhaust gases of a thermal machine, for which the designers needs to estimate the efficiency of such components at analysis of economic feasibility.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:13:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 243823.pdf: 1353828 bytes, checksum: 5ff5a50811bfd7766fe12b7cd89e8006 (MD5) / A alta demanda operacional de turbomáquinas devido ao seu papel motor, seja na geração de energia, transporte de fluidos ou aeronáutica, torna esse tipo de equipamento crítico dos pontos de vista funcional, econômico e, mais recentemente, ambiental. A manutenção, como atividade fundamental do período de vida útil de qualquer equipamento mecânico, elétrico ou eletrônico, é o foco deste trabalho. A adequação dessa atividade, no caso das turbomáquinas e de seus subsistemas auxiliares, à política da manutenção centrada na confiabilidade em geral e à aplicação da manutenção baseada na condição, também conhecida como manutenção preditiva, em específico, é a abordagem principal proposta na implementação de um protótipo de sistema especialista para o apoio à tomada de decisão de manutenção de compressores centrífugos aplicados ao transporte de gás natural. Ferramentas como FMEA e shells, e técnicas de representação de conhecimento de inteligência artificial como ontologias, redes semânticas e regras de produção são apresentadas e utilizadas como ponto de partida para o desenvolvimento de um sistema baseado em conhecimento visando o diagnóstico e o prognóstico de falhas em turbomáquinas por meio do monitoramento on-line da condição e da performance termodinâmica do ponto de operação. O protótipo implementado não chegou a tal nível de desenvolvimento, mas é capaz de demonstrar a aplicabilidade dos métodos expostos e a viabilidade da abordagem proposta para o problema da manutenção de turbomáquinas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-26T06:08:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299969.pdf: 14088634 bytes, checksum: 9b8b5eff27aecdea2898fbf8299bb2d1 (MD5) / Este trabalho tem como objetivo desenvolver métodos de detecção, localização e caracterização de defeitos em um turboalternador em escala reduzida. Os defeitos estudados neste trabalho são o curto-circuito entre espiras do rotor e as excentricidades rotóricas. Os métodos serão, em seguida, adaptados aos estudos das máquinas de 900 e 1300 MW do parque nuclear da empresa EDF (Electricité de France). Para isto, a máquina em escala reduzida, foi simulada com o auxílio de dois modelos, um analítico e um numérico por elementos finitos. Os métodos para detectar e localizar os defeitos rotóricos foram, em seguida, desenvolvidos. Os resultados das simulações utilizando os dois modelos e os testes experimentais foram analisados e comparados entre si. Uma boa concordância foi verificada, o que confirma o bom funcionamento dos métodos propostos para a detecção dessas anomalias. Vários casos de defeitos, associados a diferentes modos de trabalho da máquina, foram estudados, comprovando a confiabilidade dos métodos de detecção desenvolvidos. / The aim of this work is to develop methods to detect, locate and recognise faults in a turbogenerator of reduced scale. In the framework of this study, only short-circuit defects in the rotor windings and rotor eccentricities were investigated. The developed methods would be adapted to the machines of EDF nuclear plant of 900 and 1300 MW. First the studied machine was modelled using an analytical approach and a numerical model based on the finite element method. Then, the methods to detect and locate the rotor faults were developed. The results obtained from simulations using both approaches and experimental measurements were analysed and compared. They showed a good agreement and demonstrated a good capacity of the method proposed to detect and locate the faults. Several fault cases, at different operating points of the machine, were studied and they showed the good reliability of the method.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317854.pdf: 3965148 bytes, checksum: 309a5cfa55c59cec202b98e49148cd24 (MD5) Previous issue date: 2012 / Os estatores de turboalternadores estão sujeitos a defeitos do tipo curto-circuito interlaminar. Esses defeitos induzem pontos quentes que podem ter um impacto sobre a performance da máquina, podendo causar danos irreversíveis. Neste trabalho, este tipo de curto-circuito, bem como os testes utilisados para seu diagnóstico, foram estudados com o auxílio da técnica de elementos finitos 3D em eletromagnetismo. Uma das dificuldades inerentes à modelagem numérica de curto-circuitos interlaminares está nos fatores de escala (na diferença importante entre as dimensões do estator, dos curto-circuitos e do verniz isolante entre lâminas). Uma simples modelagem por elementos finitos da geometria real (empilhamentos de lâminas, representação do isolante...) acarretaria num número exagerado de incógnitas em relação à potência de cálculo normalmente disponível. Então, para representar pacotes de lâminas, foram utilizados métodos de homogeneização, associados a uma metodologia para a escolha das regiões a serem homogeneizadas. Esta aproximação foi validada a partir de resultados de um protótipo experimental, considerando os defeitos sob diferentes condições (posição, dimensões...). Os dois principais testes de diagnóstico utilizados industrialmente também foram modelados na presença desses defeitos: o teste El Cid, a baixo fluxo, e o teste a 80% do fluxo nominal com detecção térmica. O estudo realizado mostra a importância de certos parâmetros, tais como a extensão do defeito e as características dos materiais, sobre os sinais lidos nos testes. Esta propriedade pode ser observada através da sensibilidade dos testes de diagnóstico simulados em diversas condições.<br> / Abstract: Turbogenerator stators are subject to faults such as interlaminar short circuits. These faults induce hot spots which may have an impact on the machine performances, leading in certain cases to irreversible damages. In this work, the short circuits, as well as the most commonly used diagnosis tests, have been studied using a 3D finite element method electromagnetic approach. One of the difficulties inherent in numerical modelling of nterlaminar short circuits is to take account of the scale factor between the different parts that are involved in such problem (dimensions of the stator, short circuits and insulating varnish between laminations). A simple finite element modelling of the real geometry (lamination stack, insulation representation#) would imply a much too large number of unknowns regarding the calculation power which is classically available. Thus, in this work, to represent lamination stacks, homogenization techniques have been associated to a methodology to choose the homogenized and non-homogenized (including the fault) zones. The approach has been validated through results from an experimental prototype consideringfaults under different conditions (position, size#). Moreover, both main diagnosis tests, used in the industry to detect such faults, have also been modelled in the presence of a fault: the El Cid test, at low flux, and the test at 80% of the rated flux with thermal detection. The study which has been carried out hows the importance of certain parameters, such as the fault size and the material characteristics, on the diagnosis test results. This appears in particular through the diagnosis tests sensibility in these different conditions.