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Avaliação de medidores de baixas vazões mássicas para uso em ensaios de desempenho energético de compressores

Seibert, Artur Antônio January 2014 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:16:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332285.pdf: 2975976 bytes, checksum: 50cc646cd591c6320c990274eb0ae78a (MD5) Previous issue date: 2014 / Fabricantes de compressores para refrigeração realizam em larga escala ensaios de seus produtos com o intuito de prover dados para o desenvolvimento e controle de qualidade dos mesmos. O procedimento experimental de avaliação de desempenho energético visa determinar: capacidade de refrigeração, potência elétrica ativa consumida, eficiência isentrópica e coeficiente de desempenho do compressor. Tais características devem ser obtidas em condições de ensaio padronizadas e em bancadas que mantenham as diferentes grandezas dentro de limites de variação aceitáveis. A grandeza de maior interesse nesses ensaios é a vazão mássica. Novos compressores com capacidade de refrigeração variável estão sendo lançados no mercado e, a medição de vazões mássicas menores que 1 kg/h com as tradicionais bancadas de ensaios apresentam incertezas de medição incompatíveis com os atuais requisitos. Essa característica faz com que as bancadas de avaliação de desempenho tenham que ser revistas quanto à medição e controle de grandezas de interesse. O trabalho apresenta o desenvolvimento de uma bancada de ensaio para atender tal tendência. O estudo busca ainda a comparação de estratégias para a medição da vazão mássica por meio de transmissores do tipo Coriolis e do tipo turbina em um circuito que não provoque a mudança de fase do fluido refrigerante. A comparação evidenciou as características particulares de cada estratégia, salientando limitações e pontos fortes.<br> / Abstract: Refrigeration compressors manufacturers perform many tests on their products in order to provide data for quality control and research and development activities. The experimental procedures of energetic performance evaluation aim the measurement of four quantities: refrigeration capacity, active power consumption, isentropic efficiency and the coefficient of performance of the compressor. These characteristics are obtained by means of standardized conditions in test rigs that are automated for keeping a set of quantities in acceptable limits of variation. The most important quantity to be measured in these tests is the mass flow rate. New variable capacity compressors are being released in the market and the measurement of mass flow rates of less than 1 kg/h have been a potential demand. For these conditions the traditional test rigs have shown measurement uncertainties that are inconsistent with respect to actual requirements. This characteristic makes mandatory the revision of performance test rigs on what concerns the measurement and control of the different quantities. This dissertation presents the development of a new test rig that takes these characteristics into account. It also aims to compare two strategies for the measurement of the mass flow rate: Coriolis-based and turbine transmitters. The comparison was run in a circuit that does not cause phase changes on the refrigerant fluid and showed particular characteristics of each strategy, emphasizing the weaknesses and strengths points.
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Otimização do sistema de sucção de um compressor alternativo de refrigeração doméstica

Ferreira, Willian Martins January 2014 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:17:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331134.pdf: 2819519 bytes, checksum: a1f63bce26adf52e8599e320d5cdc714 (MD5) Previous issue date: 2014 / O projeto adequado do sistema de sucção é de fundamental importância no desempenho de compressores de refrigeração doméstica, tanto sob o aspecto termodinâmico como em relação à confiabilidade. O presente trabalho apresenta um procedimento de otimização para o sistema de sucção, adotando o algoritmo genético NSGA-II. As eficiências isentrópica e volumétrica são utilizadas como funções objetivo, enquanto a falha estrutural por fadiga de flexão é empregada como restrição para atender a confiabilidade da válvula. Um modelo de simulação do ciclo de compressão foi acoplado ao procedimento de otimização, com o efeito da geometria do sistema de sucção sobre escoamento na válvula sendo caracterizado através de correlações de áreas efetivas de escoamento e de força e a dinâmica da válvula sendo resolvida com o método dos elementos finitos. O procedimento de otimização proposto foi aplicado a um compressor alternativo de refrigeração doméstica, gerando soluções ótimas para a geometria do sistema de sucção, mais eficientes do que o sistema adotado no compressor de referência.<br> / Abstract: The design of the suction system of compressors adopted in household refrigeration is of fundamental importance for efficiency and reliability. This dissertation reports a procedure developed to optimize the suction system of a reciprocating compressor, by using the genetic algorithm NSGA-II. The isentropic and volumetric efficiencies are used as objective functions, while the bending fatigue failure is used as a constraint to meet valve reliability. A simulation model of the compression cycle was coupled to the optimization procedure, in which the effect of suction valve system on the flow was characterized by correlations for effective flow and force areas. The dynamics of the valve was predicted numerically by employing the finite element method. The proposed optimization procedure was applied to a reciprocating compressor of domestic refrigeration, providing optimal solutions to the geometry of the suction system that are more efficient than the original system adopted in the reference compressor.
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Modelos do comportamento dinâmico e vibroacústico de compressores herméticos

Fulco, Érico Romera January 2014 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:18:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327695.pdf: 7124881 bytes, checksum: f8fea73be61034180236a58138009280 (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho apresenta um modelo do comportamento dinâmico de baixas frequências de compressores herméticos usados em sistemas domésticos de refrigeração. O modelo considera regime normal de operação e regime transiente, este representando as condições de partida e parada. O estudo considera todos os componentes de seu mecanismo, os filmes de óleo de lubrificação, o torque indutivo do motor elétrico dependente da velocidade angular do eixo e a pressão na câmara de compressão dependente da posição angular do eixo. Foram calculados os esforços transmitidos para a carcaça através das molas de suspensão do conjunto interno e do tubo de descarga, bem como a resposta da carcaça a estas excitações. Um segundo modelo foi desenvolvido com o objetivo de determinar de forma rápida o ruído radiado na condição de regime permanente de operação abrangendo a faixa de frequências até 6.300Hz. Este modelo baseia-se no uso de funções de resposta em frequência referentes ao comportamento dinâmico, ou acústico, de cada componente que forma um compressor. Simplificações foram feitas tornando o procedimento bastante rápido e permitindo a análise das contribuições dos vários caminhos de propagação da energia vibroacústica para a carcaça e consequente radiação sonora. Seu uso é aplicável no desenvolvimento de novos produtos, o qual requer muitos testes envolvendo alterações nos vários componentes, permitindo avaliar as respectivas implicações no ruído final radiado.<br> / Abstract : This work presents a methodology for the low frequency dynamic behavior of domestic refrigerator compressor. The model represents all mechanism components, the oil lubricating film, the inductive electric motor torque dependent on the crankshaft angular velocity and the pressure in the compression chamber dependent on the crankshaft angular position. Also, are calculated the transmitted forces by the springs and discharge tube to the compressor shell with this model. A second model was developed with the goal to quickly determine the radiated noise in steady state of compression up to 6300 Hz. This model is based on frequency response functions of the dynamic and acoustic behavior of each compressor component. Some simplifications made the procedure very quick, allowing to analyze the contribution to the radiated noise by the vibroacoustic energy paths. The model can be applied to new products development, allowing many component modifications targeting the final radiated noise.
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Estudo experimental da limitação de escoamento em contracorrente na condensação de R-134a em tubos verticais e inclinados de pequeno diâmetro

Hense, Daniel January 2014 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:20:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 330571.pdf: 58731240 bytes, checksum: e0324eb45639c12be0872f20af528faf (MD5) Previous issue date: 2014 / Compressores que não utilizam óleo lubrificante possibilitam diferentes arranjos dos componentes em sistemas de refrigeração. Uma vez que o retorno do óleo ao cárter do compressor deixa de ser um requisito de projeto, há mais liberdade para se posicionar os trocadores de calor relativamente ao compressor. Contudo, nem todas as configurações de sistema são possíveis, já que o retorno de refrigerante líquido(condensado) do condensador para o compressor ainda deve ser evitado.As transições que delimitam as condições na qual o escoamento bifásico ocorre em paralelo ou contracorrente são estudadas dentro do tópico denominado limitação de escoamento em contracorrente. Este fenômeno é estudado desde 1960, visando prever o ponto no qual se inicia o arrasto de líquido, ponto referenciado em inglês como onset of flooding. Grande parte dos estudos foram realizados para par de fluidos ar-água sem presença de condensação, apenas em estudos mais atuais se começou a estudar fluidos refrigerantes com condensação. Apesar de todo trabalho experimental envolvendo este fenômeno, os mecanismos que levam ao início de arrasto não são totalmente conhecidos hoje em dia, de modo que testes experimentais ainda são a principal fonte para previsão de sua ocorrência. Assim é difícil extrapolar linhas de transição para fluidos ou condições de operação diferentes. Para evitar o retorno de condensado deve-se garantir que a condição de operação na descarga do compressor esteja acima da transição de reversão de escoamento, dada quando um filme ascendente para e inicia o escoamento em contracorrente. Historicamente as motivações de estudo da limitação de escoamento em contracorrente estiveram ligados ao início de arrasto de filme, sendo esta a transição mais estudada que a reversão de escoamento. A relevância do presente trabalho está em estudar a transição de reversão de escoamento para R-134a em condensação para tubo de diâmetro 5mm e inclinações 90°, 60° e 30°. Uma bancada experimental foi projetada e montada para permitir a medição e visualização em alta velocidade do ponto de reversão de escoamento. O super aquecimento, pressão de condensação e vazão mássica na entrada da seção de testes eram controlados e a variação da taxa de condensação possibilitava obter diferentes condições de operação na saída da seção de testes, local onde a visualização foi realizada. Os dados de medição e as imagens foram obtidas simultaneamente para cada teste. Foram testadas 17 condições, totalizando 264 pontos experimentais. Os resultados experimentais foram analisados e comparados com as correlações propostas na literatura. Foram propostos coeficientes empíricos para prever os pontos de filme estacionário e reversão de escoamento, também foram analisadas e sugeridas modificações em abordagens para prever a influência de propriedades dos fluidos nas transições.<br> / Abstract: Oil-free compressors enable different architectures in refrigeration system design, however some heat exchanger arrangements enable occurrence of condensate flow reversal to the compressor. Liquid presence in the compressor should be avoided, since it is one of the main factors in mechanical failure. The condensate back-flow occurs in counter-current to the compressor discharge vapor, the transitions between co-current and counter-current flow are studied in the counter-current flow limitation (CCFL) topic. This phenomenon is studied since 1960, aiming to predict the condition in which the liquid film starts to be dragged partially by the gas, point which is known as onset of flooding. Most of the works on this topic deal with adiabatic studies with separated airwater injection, only recently experimental work have been developed with refrigerant fluids and condensation. Despite all experimental work the flooding phenomena is still not fully understood today, and testing and empirical correlations are the primary means to predict its occurrence.Thus it is difficult to extrapolate transition curves to different fluid and operation conditions. In order to assure that no condensate will flow back to the compressor, the discharge operation condition should be above the flow reversal transition line. Due to technical motivation in nuclear power plants and reflux condensation columns, the emphasis in studying CCFL was in the flooding point, therefore the reflux condensation point was less studied. This work aim is to investigate experimentally the onset of flow reversal in upflow condensation of R134a refrigerant in vertical and inclined small diameter tubes. A experimental test facility was designed and constructed to allow measurements and high-speed visualization of flow reversal condition. The vapour superheat, condensation pressure and mass flow were controlled at the test section inlet and due condensation rate variation in the test section different operation conditions were obtained at the outlet, location where the visualization is realized. 264 experimental point in 17 operation conditions were obtained, where measurements and visualization were realized simultaneously for all experiments. Experimental results were analysed and compared to correlations to predict CCFL transitions, also different dimensionless group approach to comprise fluid properties were tested. New empirical constants were suggested to Wallis correlation and the Re group was added in the approach of fluid properties influence.
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Investigação experimental da transferência de calor no filtro acústico de sucção de um compressor recíproco de velocidade variável

Arceno, Eduardo January 2014 (has links)
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.
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Modelagem integrada para simulação de compressores alternativos Hermétricos com ênfase no motor de indução

Dutra, Thiago January 2016 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-23T04:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345604.pdf: 5140316 bytes, checksum: c4c7f5e22ef93a373e44db9002e3759d (MD5) Previous issue date: 2016 / O projeto de compressores herméticos de refrigeração busca atender altos níveis de eficiência e confiabilidade. Para alcançar esses objetivos,deve-se compreender os fenômenos físicos que ocorrem no interior do compressor e as suas interações. Nesse sentido, o desenvolvimento de modelos de simulação que considerem o efeito combinado desses fenômenos é de fundamental importância, permitindo análises sem o alto custo associado à investigação experimental. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver modelos integrados para a simulação de compressores alternativos herméticos, considerando o acoplamento de três modelos específicos: modelo termodinâmico para a solução do ciclo de compressão, modelo térmico para a previsão da temperatura dos componentes do compressor e modelo elétrico para a determinação do desempenho do motor de indução. Duas abordagens são propostas para a modelagem térmica do motor. Uma delas segue a formulação integral da equação da conservação da energia aplicada ao motor, representando-o por um único valor de temperatura. A outra considera uma abordagem de parâmetros concentrados, dividindo o motor em três componentes (rotor, enrolamentos e núcleo do estator) que interagem termicamente entre si e com os demais componentes do compressor. Dois modelos elétricos foram avaliados para o motor, um baseado no conceito de circuito equivalente e o outro em circuitos magneticamente acoplados. Após serem validados com o auxílio de dados experimentais, os modelos integrados formados pela combinação dos diferentes modelos térmicos e elétricos foram utilizados em análises do efeito de condições de operação e parâmetros construtivos do motor sobre a temperatura do motor e a eficiência do compressor. Os resultados indicam que o modelo térmico de parâmetros concentrados é necessário nas análises do efeito de modificações das dimensões do motor, geralmente caracterizado por um aquecimento não uniforme de seus componentes. Por outro lado, o modelo térmico integral é suficiente em análises térmicas associadas à variação da tensão de alimentação e da capacitância do capacitor permanente. Observou-seque a capacitância e o comprimento do pacote de lâminas do motor afetam sensivelmente a eficiência isentrópica e, em menor proporção, a eficiência volumétrica do compressor.<br> / Abstract : The design of hermetic compressors adopted in refrigeration systems must meet high levels of efficiency and reliability. In order to achieve such goals, it is necessary to understand the physical phenomena that take place inside the compressor and their interaction with each other. In this respect, the development of simulation models that consider the coupling between such phenomena is of great importance, allowing analyses much less expensive than through experiments. The main objective of this work is to develop integrated models for the simulation of hermetic reciprocating compressors by coupling three specific models: a thermodynamic model to solve the compression cycle, a thermal model to predict the temperatures of the compressor components and an electrical model to determine the performance of the induction motor. Two approaches are proposed for the thermal modeling of the electrical motor. One of them is based on an integral formulation of the energy equation, providing a single temperature for the motor. The other approach considers a lumped parameter formulation in which the electrical motor is divided into three components (rotor, stator windings and stator core) that interact with each other and the compressor components. Two modeling alternatives were assessed for the induction motor. The first follows the equivalent circuit method and the second is based on magnetically coupled circuits. After being validated via comparisons with measurements, the integrated models formed by the combination of the thermal models and motor models are used to analyze the effects of the compressor operating conditions and motor constructive parameters on the motor temperature and compressor efficiency. The results showed that the lumped parameter thermal model is necessary to analyze the effect of modifications of the motor dimensions, which usually brings about nonuniform heating of the electrical motor. On the other hand, the thermal model based on the integral formulation is sufficiently accurate for thermal analyses associated with the variation of the input voltage and permanent capacitor capacitance. It was found the variation of the capacitance and the motor active length affects considerably the isentropic efficiency, and to a lesser extent the volumetric efficiency.
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Análise do comportamento dinâmico do conjunto bloco e motor elétrico de um compressor hermético

Marcon, Jean Carlos January 2016 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-10-24T03:10:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345251.pdf: 8929611 bytes, checksum: 51ae259de2bbab493099aa0455cb813e (MD5) Previous issue date: 2016 / A análise vibroacústica de estruturas e equipamentos vem adquirindo importância crescente devido à necessidade de desenvolvimento de produtos com maior confiabilidade, eficiência energética e conforto. O uso de métodos numéricos, como o Método de Elementos Finitos (MEF), tem se mostrado essencial por proporcionar menores custo e tempo de desenvolvimento de novos produtos. Este trabalho aborda um estudo do comportamento dinâmico do conjunto bloco e motor elétrico de compressores herméticos. As propriedades mecânicas destes componentes foram obtidas experimentalmente. Atenção especial foi dedicada às propriedades do estator por ser um componente de elevado amortecimento e baixa rigidez. Para isso, um modelo numérico foi ajustado sendo consideradas propriedades ortotrópicas. Os resultados foram vali-dados através de uma sequência de testes de análise modal individual destes componentes bem como do conjunto acoplado. Estes também foram validados através da avaliação de compressores em operação, considerando as cargas reais de compressão do gás de refrigeração e do campo magnético gerado pelo motor elétrico. Os resultados apresentaram boa concordância, o que permitem o uso em análises do comporta-mento vibroacústico de um compressor completo.<br> / Abstract : The vibroacoustic analysis of structures and equipment has been gaining increasing importance due to the need to develop products with higher reliability, energy efficiency and comfort. The use of numerical methods such as Finite Element Method (FEM) has been shown to be essential for providing lower cost and development time for new products. This work presents a study of the dynamic behavior of the block and the electric motor of hermetic compressors. The mechanical properties of these components were obtained experimentally. Special attention was given to the stator properties to be a component of high damping and low stiffness. For this, a numerical model was set being considered or-thotropic properties. The results were validated using a sequence of individual modal analysis tests for these components as well as coupled together. These were also validated by evaluating compressors in opera-tion, considering the real loads in compression refrigeration gas and magnetic field generated by the electric motor. The results showed good agreement, making possible the use in the analysis of the vibroacoustic behavior of a complete compressor.
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Escoamento laminar atraves de valvulas de compressores

Deschamps, César José January 1987 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T15:41:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 81740.pdf: 7065040 bytes, checksum: 6cd1ca002332a56d9b062b3731ed3e2a (MD5) Previous issue date: 1987 / O presente trabalho é uma análise numérica, com validação experimental, do escoamento laminar, incompressível e isotérmico em difusores radiais. A motivação do trabalho veio da importância que a geometria dos difusores radiais tem no estudo do desempenho de sistemas de válvulas de compressores herméticos. São analisados o ecoamento para pequenos afastamentos entre os discos e, para afastamentos mais elevados, a influência do comprimento do orifício de passagem sobre o escoamento. Perfis de pressão sobre o disco frontal, e as respectivas forças resultantes, são apresentados a fim de se determinar a influência do afastamento entre os discos, do número de Reynolds e do comprimento do orifício de passagem sobre o escoamento. A bancada experimental é detalhada e são discutidos alguns aspectos importantes na tomada dos dados com o intuito de fornecer recomendações para a elaboração de análises experimentais em difusores radiais. Para pequenos afastamentos entre os discos, concluiu-se que a distribuição de pressão sobre o disco frontal é extremamente dependente do afastamento. Para determinadas combinações do número de Reynolds e do afastamento entre os discos, a distribuição de pressão apresenta regiões de pressão negativa. Nos maiores afastamentos analisados a região de pressão negativa é tão grande que passa a existir uma força de atração entre os discos. Observou-se também que, mesmo para os maiores afastamentos analisados neste trabalho, o comprimento do orifício de passagem não afeta o escoamento no difusor.
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Estudo de problemas dinamicos em exaustores de gas cloridico

Bueno, Marcio Antonio Torres January 1989 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T16:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 80417.pdf: 4957329 bytes, checksum: 13a9996bc931fc9f67304f9c215284e8 (MD5) Previous issue date: 1989 / Analisam-se os problemas de vibrações de um exaustor de gás clorídrico da Companhia Siderúrgica Nacional, tendo em vista a determinação das causas e sua solução. Cinco métodos de cálculo das freqüências naturais são utilizados e comparados, a saber: métodos de Dunkerley, de Rayleigh, do Determinante Característico, de Interação Matricial e das Matrizes de Transferência. Consideram-se vários efeitos que poderão alterar as freqüências naturais como: redução do diâmetro das mangas do eixo, efeitos giroscópicos, flexibilidade dos discos e dos mancais, número de graus de liberdade, excentricidade dos discos e efeito da inércia rotatória. Efetua-se análise de sinais das vibrações do sistema mediante utilização de gravação em FM e processamento desses sinais em um analisador de vibrações (Fourier Analyser) FFT-5451-C, Hewlett Packard. As propriedades dinâmicas do rotor são obtidas através da análise modal, onde são determinadas as freqüências naturais, modos de vibração e fatores de amortecimento. São discutidos os resultados numéricos e experimentais. Soluções, consistindo em modificações do exaustor, são sugeridas
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Análise da contribuição das forças magnéticas no comportamento vibroacústico de um compressor alternativo

Myrria Neto, Gustavo January 2015 (has links)
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.

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