Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-07-13Bitstream added on 2014-06-13T20:34:43Z : No. of bitstreams: 1 santos_lc_me_botfca.pdf: 669606 bytes, checksum: f6d7186bf046d7d4c4eb700470c4edca (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O uso de injetores tipo Venturi é prática comum na quimigação em sistemas de irrigação localizada, os quais geralmente operam sob baixas pressões. Seu uso em sistemas maiores, como o pivô central, pode ser encarado como alternativa às bombas injetoras do tipo pistão que são as mais difundidas no mercado. Assim, este trabalho teve como objetivo fazer uma avaliação técnica e econômica entre o sistema montado com o injetor tipo Venturi associado à bomba centrífuga comum e o sistema de injeção por bomba do tipo pistão na quimigação em pivô central. O equipamento pivô central utilizado possui vazão de 300 m3 h-1 e área irrigada de 66 ha, estando localizado na região oeste do Estado da Bahia. O sistema de injeção era constituído de injetor Venturi de 1,5 polegadas associado a uma motobomba centrífuga de potência 2,2 kW. Para análise técnica, utilizaram-se como parâmetros de desempenho do injetor Venturi suas taxas de injeção e rendimento, sendo estes dados comparados com os do fabricante da bomba tipo pistão. Na análise econômica, buscou-se definir os custos fixos e variáveis de ambos os sistemas. Para o primeiro item dos custos foi avaliada a depreciação dos componentes dos sistemas e a remuneração de capital neles investidos. Já os custos variáveis (operação e manutenção, principalmente) abrangeram os dispêndios com lubrificantes, reparos dos equipamentos e energia elétrica. Conforme condições encontradas em campo, os ensaios com o injetor tipo Venturi resultaram em comportamento similar aos encontrados na bomba dosadora tipo pistão, uma vez que a taxa de injeção encontrada pelo primeiro injetor está dentro da faixa de atuação do segundo equipamento. O valor da taxa observada foi de 0,621m3 h-1, com rendimento de 11,13%. Quanto à parte econômica, o sistema montado com o injetor... / The use of Venturi injector is common practice in chemigation in drip irrigation systems, which generally operate at low pressures, their use in larger systems, such as the center pivot, can be seen an alternative to the piston injection pumps which are the most widespread in the market. Thus, this study aimed the technical and economical evaluation between the assembled system with Venturi type injector associated with common centrifugal pump and injection system for the piston pump in the center pivot chemigation. The equipment center pivot used has a flow rate of 300 m3 h-1 and the irrigated area of 66 hectares and is located in the western state of Bahia, Brazil. The injection system consisted of 1.5 inches Venturi injector associated with a centrifugal pump of 2.2 kW. For technical analysis, were used as performance parameters of the Venturi injector, injection rates and their yield, and these data were compared with those obtained from the manufacturer of the piston pump. In economic analysis, we sought to define the fixed and variable cost of both systems. For the first item of cost was the depreciation of the assessed components of the system and return on capital invested in then. Since variable cost (operation and maintenance, mostly) covered expenditures for lubricants, repairs of equipment and electricity. As conditions found in field trials with the Venturi type injector resulted in behavior similar to those found in piston metering pump, since the injection rate found by the first injector is in the range of action of the second device. The value of the observed rate was up to 0.621 m3 h-1 with a satisfactory yield of 11.13%. As part of the economic system mounted from a Venture type injector has a large advantage, since it showed only 15.9% of the cost of metering pump driven piston. Despite the injection system with... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: João Luis Zocoler / Banca: João Carlos Cury Saad / Banca: Edson Eiji Matsura / Resumo: O uso de injetores tipo Venturi é prática comum na quimigação em sistemas de irrigação localizada, os quais geralmente operam sob baixas pressões. Seu uso em sistemas maiores, como o pivô central, pode ser encarado como alternativa às bombas injetoras do tipo pistão que são as mais difundidas no mercado. Assim, este trabalho teve como objetivo fazer uma avaliação técnica e econômica entre o sistema montado com o injetor tipo Venturi associado à bomba centrífuga comum e o sistema de injeção por bomba do tipo pistão na quimigação em pivô central. O equipamento pivô central utilizado possui vazão de 300 m3 h-1 e área irrigada de 66 ha, estando localizado na região oeste do Estado da Bahia. O sistema de injeção era constituído de injetor Venturi de 1,5 polegadas associado a uma motobomba centrífuga de potência 2,2 kW. Para análise técnica, utilizaram-se como parâmetros de desempenho do injetor Venturi suas taxas de injeção e rendimento, sendo estes dados comparados com os do fabricante da bomba tipo pistão. Na análise econômica, buscou-se definir os custos fixos e variáveis de ambos os sistemas. Para o primeiro item dos custos foi avaliada a depreciação dos componentes dos sistemas e a remuneração de capital neles investidos. Já os custos variáveis (operação e manutenção, principalmente) abrangeram os dispêndios com lubrificantes, reparos dos equipamentos e energia elétrica. Conforme condições encontradas em campo, os ensaios com o injetor tipo Venturi resultaram em comportamento similar aos encontrados na bomba dosadora tipo pistão, uma vez que a taxa de injeção encontrada pelo primeiro injetor está dentro da faixa de atuação do segundo equipamento. O valor da taxa observada foi de 0,621m3 h-1, com rendimento de 11,13%. Quanto à parte econômica, o sistema montado com o injetor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of Venturi injector is common practice in chemigation in drip irrigation systems, which generally operate at low pressures, their use in larger systems, such as the center pivot, can be seen an alternative to the piston injection pumps which are the most widespread in the market. Thus, this study aimed the technical and economical evaluation between the assembled system with Venturi type injector associated with common centrifugal pump and injection system for the piston pump in the center pivot chemigation. The equipment center pivot used has a flow rate of 300 m3 h-1 and the irrigated area of 66 hectares and is located in the western state of Bahia, Brazil. The injection system consisted of 1.5 inches Venturi injector associated with a centrifugal pump of 2.2 kW. For technical analysis, were used as performance parameters of the Venturi injector, injection rates and their yield, and these data were compared with those obtained from the manufacturer of the piston pump. In economic analysis, we sought to define the fixed and variable cost of both systems. For the first item of cost was the depreciation of the assessed components of the system and return on capital invested in then. Since variable cost (operation and maintenance, mostly) covered expenditures for lubricants, repairs of equipment and electricity. As conditions found in field trials with the Venturi type injector resulted in behavior similar to those found in piston metering pump, since the injection rate found by the first injector is in the range of action of the second device. The value of the observed rate was up to 0.621 m3 h-1 with a satisfactory yield of 11.13%. As part of the economic system mounted from a Venture type injector has a large advantage, since it showed only 15.9% of the cost of metering pump driven piston. Despite the injection system with... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

[pt] Apresenta-se, neste estudo, quatro análises sobre bombas centrífugas radiais: a) Determinação de curvas características teóricas; b )Obtenção de curvas características de rotores usinados; c) Influência do estreitamento do rotos nas curvas características d) Efeitos da rugosidade do rotor nas curvas características experimentais. Utilizando-se de dois modelos de bombas Dancor, determinaram-se curvas características nos planos vazão-altura manométrica, vazão –potência efetiva e vazão-rendimento. Escolhendo-se os coeficientes, necessários ao calculo teórico de uma curva característica, dentro de critérios estabelecidos, consegue-se a aproximação entre as curvas teóricas e experimentais de uma bomba centrífuga radial. Ao usinar-se o rotor de uma bomba, as curvas características para o novo diêmetro deixam de obedecer às leis de semelhança, pois há variação do rendimento, principalmente na zona de trabalho de bomba. Determinou-se curvas com redução de 3,7 por cento e 11,1 por cento do diâmetro do rotor normal. Com o estreitamento do rotor há, na realidade, variações nos triângulos de velocidade, em virtude das perdas que acontecem na saída do rotor e, conseqüentemente, alterando as curvas características. Ensinando-se rotores com larguras 23 por cento menores do que o rotor normal. A rugosidade também altera as curvas características deslocando o ponto máximo rendimento para a esquerda (menor vazão e menor altura manométrica), num rotor 60 por cento mais rugoso do que o normal. / [en] The present work deals with theoretical and experimental considerations abount radial centrifugal pumps. Four analysis are made. They are: a) determination of theoretical characteristic curves; b) determination of characteristic curves of impellers with reduced diametes; c) influence of the narrowing of, impeller upon the characteristic experimental curves. Curves were determined in the capacity-head, capacity-effective power and capacity-efficiency the utilization of two models of Dancor pumps. Once the choice of the coeffcients needed for the theoretical calculation of a characteristic curve is made according to established of a characteristic curve is made according to establishe criteria, an approximation between the theorical and experimental curves a radical centrifugal pump is obtained. The determination of curves with cuts with 3.7 per cent and 11.1 per cent of the full impeller has been made. IT has been observed that when a pump impeller is cut the characteristic curves for the new diameter do not follow any more the laws of similarity because the is a variation in the efficiency mainly in the work zone of the pump. Assays have benn made with implellers that had widths 23 per cent less than the full ones. It has benn observed that with the narrowing of the impeller there are actually alterations in the triangles of velocity due to losses that occurin the exit of the impeller. On that acount. The characteristic are altered. Assays have also benn made with an impeller with 60 per cent more rugosity than a full one. It has benn shown is this study that the increase in rugosity causes alterations in the characteristic curves by shifting the best point of effciency to the left (lower capacity and lower head).

Orientador: Robson Pederiva / Dissertação (mestrado) -Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T22:17:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Portari_MarcusVinicius_M.pdf: 6880712 bytes, checksum: 1da93c93d20ba48dab7451280bca3396 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Atualmente, a maioria dos métodos de diagnóstico fundamenta-se na comparação e/ou classificação de padrões. Estes métodos têm recebido uma atenção especial nas últimas duas décadas e as teorias recentes de sistemas fuzzy, árvores de decisão, sistemas especialistas e redes neurais artificiais têm sido muito utilizadas nos processos de comparação/classificação de padrões. No entanto, grande parte destes métodos exige um esforço elevado na obtenção de padrões e inclui procedimentos complexos que inviabilizam seu uso no diagnóstico de equipamentos de menor responsabilidade e custo. Este trabalho contribui neste ponto analisando dois métodos de diagnóstico alternativos, um baseado na distância Euclideana e outro na distância de Mahalanobis. Estes métodos não exigiram um grande esforço na fase de treinamento e foram facilmente implementados. Para estudá-Ios, desenvolveu-se um trabalho experimental em um conjunto moto-bomba simulando-se alguns tipos de defeitos, tais como, desbalanceamento, obstruções nas tubulações de sucção e recalque, e modificações geométricas nas pás do rotor. A análise comparativa dos métodos foi realizada através de seus desempenhos na classificação de amostras não utilizadas na fase de treinamento. O desempenho de cada método foi calculado através de um índice de sensibilidade obtido pelo número de amostras corretamente classificadas dentro de um conjunto. O método de diagnóstico baseado na distância de Mahalanobis apresentou, em geral, melhores resultados do que o método baseado na distância Euclideana / Abstract: Presently, most diagnostic methods are based on pattern matching or pattern classification. In the past two decades, a large number of pattern matching and pattern classification have been developed. Currently, research has been extended to the applications of expert systems, fuzzy systems, decision trees and artificial neural networks. However most of these methods requires high efforts in learning phase. They include complex procedures that are unsuitable for the diagnostic of simple machines. This work analyzes two altemative diagnostic methods, one based on Euclidean distance and another based on Mahalanobis distance. These methods did not require high efforts in learning phase and were easily implemented. An experimental setup involving a centrífugal pump was designed to analyze these methods. Some faults like unbalance, suction and discharge piping obstructions, and geometrical modificationson rotor blades were studied. Data from healthy and fault conditions were used to evaluate the sensitivity of the two methods. In general, the diagnostic method based on Mahalanobis distance presented better results than the method based on Euclidean distance / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

[pt] A produção de petróleo é geralmente acompanhada pela produção de água, que pode estar presente sob forma livre e emulsionada. As emulsões podem ser encontradas em quase todas as fases de produção: nos reservatórios, nos poços produtores, nas facilidades de produção, nos dutos de transporte, no processamento e no armazenamento O sistema de Bombeio Centrifugo Submerso (BCS) é um dos métodos utilizados na indústria para a elevação de petróleo para campos localizados tanto em terra como em mar. Ainda que seja o método de elevação artificial mais apropriado para a produção de petróleo quando há elevada produção de água, a eficiência da bomba é bastante reduzida quando há manuseio de misturas de água e óleo e a formação de emulsões. Este trabalho teve como objetivo o estudo do cisalhamento aos quais os fluidos estão expostos durante a passagem por um estágio de uma Bomba Centrífuga Submersa e seus efeitos no grau de emulsificação da mistura de água e óleo. Foi construído um aparato experimental composto por dois discos, um giratório e um fixo. Ao escoar através destes a mistura de fluidos sofre deformação cisalhante e extensional e seu grau de emulsificação, isto é, tamanho médio e distribuição dos diâmetros de bolhas, é medido a montante e a jusante do dispositivo. / [en] Oil production is usually associated with the production of water, which may be found as a continuous phase or as a dispersed phase, in emulsions. Emulsions may be found in almost all the production stages: in reservoirs, production wells, production facilities, pipelines, in processing and in storage. The Electric Submersible Pump (ESP) is one of the methods employed in the industry to lift oil from fields located on land as well as at sea. Though this is the most appropriate artificial lift method for oil production when a considerable amount of water is produced, a pump’s efficiency is a greatly reduced when mixtures of water and oil are handled and emulsions begin to form. This paper intends to study the shearing imposed to fluids when flowing through a stage in a Electric Submersible Pump, and its effects in the degree of emulsification of the water and oil mixture. An experimental device was assembled consisting in two disks, one that spins and the other fixed. When flowing through them, a mixture of fluids is subjected to shearing and extensional deformation, and its degree of emulsification, i.e.: the average size and the bubble diameter distribution, may be measured upstream and downstream from the device.

[pt] Grande parte dos sistemas de bombeamento existentes em refinarias é do tipo centrífuga com rotor em balanço. Alguns desses sistemas, que foram fabricadas antes da década de 80, ainda estão sendo usadas em refinarias no Brasil. Tipicamente estes equipamentos possuem rotores muito flexíveis. Isto ocorre devido ao alto valor da razão entre a distância entre mancais e o diâmetro do eixo e também por causa da substituição de gaxetas, que oferecem rigidez, por selos mecânicos. Como consequência, a resposta dinâmica destes equipamentos é sensível à pequenas variações da folga entre os anéis de desgaste. O desgaste devido a erosão e ao contato entre as superfícies aumentam a folga, causando aumento da vibração e redução de eficiência, pois aumenta a vazão através dos anéis. Visando contribuir para a solução destes inconvenientes na operação de bombas centrífugas, o presente trabalho investigou a viabilidade de substituir o anel de desgaste estático por flutuante através de análise rotodinâmica com o auxílio dos softwares ROMAC e XLTRC2. A anel flutuante proporcionaria a redução da erosão e aumento da eficiência de bombeio, proporcionado pela montagem com folga reduzida. Outra vantagem é a redução da resposta ao desbalanceamento causado pelo aumento da rigidez e amortecimento. A desvantagem de usar anel flutuante é que este deve ser projetado para cada condição operacional. / [en] A major pumping systems used in refineries is overhung centrifugal pump. Some of them, which were manufactured before 80 s, are still being used in refineries in Brazil. Usually theses equipments have flexible rotors since the ratio L/D is high and the packing, that offers stiffness, was replaced by mechanical seals in order to get more safety. As consequence, the dynamic response of these pumps is very sensitive to any variation of the wear ring clearance.Weariness due to erosion and surfaces in contact increase the diametral clearance of the wear ring, that increases the vibration and reduces the efficiency of the pump since the flow through the seals rises. So, in order to solve these two concerns (vibration and efficiency) this study investigated the feasibility of replacing the static ring by the floating wear ring through rotordynamic analyses using the following software: ROMAC and XLTRC2. Floating wear ring reduces the erosion and increases the efficiency of the pump since it permits to minimize the radial clearance. The disadvantage of using floating wear ring is that each one has to be designed for a specific operation condition.

[pt] Uma bomba centrífuga, depois de concluída a sua instalação, deve vencer uma elevação constante. A variação da rotação vai alterar diretamente a descarga. Como bomba centrífuga é acionada por motor de indução, a variação da freqüência não acarreta variação proporcional na rotação devido a que a nova rotação implica em outro valor da descarga que somente ocorre com torque diferente do anterior e em conseqüência, o deslizamento deve se ajustar para igualar o torque fornecido pelo motor com o novo torque requerido pela bomba. A análise parte dos estudos que relacionam a descarga com a rotação para relacionar a descarga com a freqüência. / [en] Once installation is concluded, a centrifugal pump should withstand constant head. The variation of rotation directly alters the discharge. Since centrifugal pump operates by induction motor, the variation in frequency does not lead to proporcional variation in rotation due to the new rotation being of another discharge value which only occurs with a different torque. Consequently, the sllep should adjust itself to equalize the torque provided by the motor to the new torque required by the pump. The analisis derives from studies which related the discharge to the rotation in order to relate the discharge to the frequency.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-01-30Bitstream added on 2014-06-13T18:10:03Z : No. of bitstreams: 1 coelho_wr_dr_ilha_prot.pdf: 3240058 bytes, checksum: f2c138a1a2cb98ce4eb9f9618ea59484 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Cavitação em bombas centrífugas é a formação de bolhas de vapor do fluido bombeado na região de sucção do equipamento. As bolhas de vapor formadas em algum local do escoamento, em geral na região de sucção da bomba, entrarão posteriormente em colapso. Este fenômeno é importante cientificamente, tecnicamente e economicamente. Cientificamente é interessante, pois envolve o escoamento de um fluido em estado líquido, simultaneamente ocorre a formação de bolhas de vapor, que também escoam juntamente ao fluido líquido. O processo de vaporização e condensação de um fluido é complexo, pois envolve mudança de fase, um fenômeno térmico não linear. Tecnicamente, é importante porque quando o escoamento se dá com cavitação os parâmetros hidrodinâmicos do escoamento bem como da bomba, em geral, são fortemente alterados na direção termodinâmica de maior produção de irreversibilidades. Economicamente, é custoso porque a cavitação, em geral, leva a perda de eficiência termodinâmica dos processos e em conseqüência haverá maior custo na produção de um dado bem, diminuindo a eficiência econômica e a competitividade da empresa. O escoamento com cavitação na sucção de bombas apresenta três aspectos danosos principais: cavitação pulsante com baixa vazão; cavitação não pulsante com baixa altura útil; e erosão cavitacional. A cavitação pulsante é caracterizada por grande formação de bolhas de forma transitória com baixa freqüência e grande amplitude, gerando forças vibratórias importantes no sistema de bombeamento. A cavitação pulsante também causa colapso do fluxo de massa do fluido bombeado com valores que vão do fluxo normal da instalação até valores quase nulos, transitoriamente. Na cavitação pulsante a erosão cavitacional e a queda na altura útil são pequenas... / Cavitation in centrifugal pumps is the development of vapor bubbles from the pumped liquid into equipment suction region. Vapor bubbles developed somewhere in the flow, generally in the pump suction, will afterwards along the flow to collapse. This phenomenon is scientifically, technically and economically important. Scientifically, it is interesting because involves the flow of a fluid on liquid state, and simultaneously happens vapor bubbles development that also flow together the liquid fluid. Fluid vaporization and condensation processes are complex because involves phase change, a non-linear thermal phenomenon. Technically, it is important because when the flow happens with cavitation the flow and pump hydrodynamic parameters, generally, are strongly modified toward bigger thermodynamic irreversibility production. Economically, it is expensive because cavitation, generally, leads to thermodynamic process efficiency loss, and consequently it will have bigger costs for production of a given good, then decreasing economic efficiency and company competitiveness. Flow with cavitation in the pump suction presents three main devastating aspects: surging cavitation with low flow rate; steady cavitation with low total head; and cavitational erosion. Surging cavitation is characterized by unsteady, low frequency and high amplitude, intense bubbles development, producing strong vibration forces into the pumping system. Surging cavitation also causes the collapse of pumped fluid mass flow rate with values that goes from the normal flow to values that almost reach the zero flow, unsteadily. In surging cavitation, the cavitational erosion and the breakdown in total head are small. In steady cavitation the mass flow rate, and even the flow rate... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: João Batista Aparecido / Banca: Jose Luiz Gasche / Banca: Paulo Gilberto de Paula Toro / Resumo: Cavitação em bombas centrífugas é a formação de bolhas de vapor do fluido bombeado na região de sucção do equipamento. As bolhas de vapor formadas em algum local do escoamento, em geral na região de sucção da bomba, entrarão posteriormente em colapso. Este fenômeno é importante cientificamente, tecnicamente e economicamente. Cientificamente é interessante, pois envolve o escoamento de um fluido em estado líquido, simultaneamente ocorre a formação de bolhas de vapor, que também escoam juntamente ao fluido líquido. O processo de vaporização e condensação de um fluido é complexo, pois envolve mudança de fase, um fenômeno térmico não linear. Tecnicamente, é importante porque quando o escoamento se dá com cavitação os parâmetros hidrodinâmicos do escoamento bem como da bomba, em geral, são fortemente alterados na direção termodinâmica de maior produção de irreversibilidades. Economicamente, é custoso porque a cavitação, em geral, leva a perda de eficiência termodinâmica dos processos e em conseqüência haverá maior custo na produção de um dado bem, diminuindo a eficiência econômica e a competitividade da empresa. O escoamento com cavitação na sucção de bombas apresenta três aspectos danosos principais: cavitação pulsante com baixa vazão; cavitação não pulsante com baixa altura útil; e erosão cavitacional. A cavitação pulsante é caracterizada por grande formação de bolhas de forma transitória com baixa freqüência e grande amplitude, gerando forças vibratórias importantes no sistema de bombeamento. A cavitação pulsante também causa colapso do fluxo de massa do fluido bombeado com valores que vão do fluxo normal da instalação até valores quase nulos, transitoriamente. Na cavitação pulsante a erosão cavitacional e a queda na altura útil são pequenas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Cavitation in centrifugal pumps is the development of vapor bubbles from the pumped liquid into equipment suction region. Vapor bubbles developed somewhere in the flow, generally in the pump suction, will afterwards along the flow to collapse. This phenomenon is scientifically, technically and economically important. Scientifically, it is interesting because involves the flow of a fluid on liquid state, and simultaneously happens vapor bubbles development that also flow together the liquid fluid. Fluid vaporization and condensation processes are complex because involves phase change, a non-linear thermal phenomenon. Technically, it is important because when the flow happens with cavitation the flow and pump hydrodynamic parameters, generally, are strongly modified toward bigger thermodynamic irreversibility production. Economically, it is expensive because cavitation, generally, leads to thermodynamic process efficiency loss, and consequently it will have bigger costs for production of a given good, then decreasing economic efficiency and company competitiveness. Flow with cavitation in the pump suction presents three main devastating aspects: surging cavitation with low flow rate; steady cavitation with low total head; and cavitational erosion. Surging cavitation is characterized by unsteady, low frequency and high amplitude, intense bubbles development, producing strong vibration forces into the pumping system. Surging cavitation also causes the collapse of pumped fluid mass flow rate with values that goes from the normal flow to values that almost reach the zero flow, unsteadily. In surging cavitation, the cavitational erosion and the breakdown in total head are small. In steady cavitation the mass flow rate, and even the flow rate... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre