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Desenvolvimento de ferramentas baseadas em redes neurais para inferências e prognósticos em ensaios de desempenho de compressores herméticos

Nascimento, Ahryman Seixas Busse de Siqueira January 2015 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:12:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337630.pdf: 4033144 bytes, checksum: 7327240ad5d0e0ae7ef1b4befbfc2c10 (MD5) Previous issue date: 2015 / Dentre os diversos testes realizados em compressores herméticos durante as fases de desenvolvimento e produção, destacam-se os ensaios de desempenho energético. Os principais parâmetros de desempenho obtidos através desse ensaio são: capacidade de refrigeração, potência elétrica consumida e coeficiente de performance. Os ensaios duram, em média, 4 horas, sendo as 3 primeiras horas em regime transitório e a última hora em regime permanente ? caracterizado por um conjunto de variáveis que permanecem dentro de limites de variação predefinidos por norma ? durante o qual são realizadas medições para obtenção do valor final dos parâmetros de desempenho. Devido ao elevando tempo necessário para a realização do ensaio, o mesmo acaba por se tornar um gargalo no processo de controle de qualidade. Trabalhos anteriores mostraram a viabilidade da aplicação de redes neurais artificiais como forma de redução de tempo de ensaio. Tais ferramentas analisam o comportamento dos parâmetros de desempenho durante o período transiente e inferem o momento em que ocorre a transição para o regime permanente. A partir da inferência, é realizado um prognóstico do valor final dos parâmetros. Como características comuns em todos os trabalhos anteriores, tem-se: pequeno número de ensaios analisados e aplicação de um método especifico para medição da capacidade de refrigeração. Neste trabalho foi dada continuidade aos estudos, ampliando o universo de análise para mais de mil ensaios, abordando os três parâmetros de desempenho energético e estudando a aplicação de um método alternativo para medição da capacidade. A análise dos resultados revelou uma redução de mais de 50% do tempo de ensaio através da utilização das ferramentas. As mesmas foram capazes de obter inferência para mais de 98% dos ensaios avaliados e apresentaram uma diferença média percentual entre os prognósticos e o valor final do ensaio tradicional dentro de uma faixa de ±2%, para um nível de confiança de 95%.<br> / Abstract : Among the tests of which hermetic compressors are subjected to during the production and development phases, the performance test stands out due to its reliability and international acceptance. The main performance parameters obtained by the test are the refrigerating capacity, the consumed power and the coefficient of performance. The test takes, on average, four hours, of which the initial three are on transitory regime and the last one in permanent regime, where the measurements to obtain the performance parameters are taken. Due to the high amount of time required for these tests, its application ends up causing a delay in the quality control process. Previous works have shown the viability of using neural networks tools as a way to reduce the test time. These tools analyze the behavior of the performance parameters during the transient period and infer the moment it reaches the steady state condition. By using the data collected just before the inference, they return a prognostic of the final value of the parameter. All previous works had in common a small number of data test and the use of a specific method for measuring the refrigerating capacity. In this work, this study has been continued, with the use of more than a thousand performance tests to train, and test, the tools. The three performance parameters were considered and a different method of measuring the refrigerating capacity was used. The reduction of time registered was of more than 50% for all performance parameters, when compared to the traditional test. The tools were able to obtain inference for more than 98% of the test set. The average difference between the prognostics and the final values of the parameters tested was within a margin of ±2% for a level of confidence of 95%.
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Análise de filtros acústicos de sucção de compressores na presença de escoamento

Santos, Marcelo 15 July 2013 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2003. / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274161.pdf: 1910003 bytes, checksum: 92654d95f674f59c240f285f0ee41b8b (MD5) / O objetivo do presente trabalho é avaliar a influência do escoamento na geração de ruído em filtros acústicos de sucção, típicos de compressores herméticos. Estes sistemas têm a função de atenuar a pulsação do gás quando excitados pela válvula de sucção devendo contudo, apresentar mínima resistência à passagem do gás através de seu interior. Devido à complexidade geométrica envolvida na construção de um filtro acústico real, adotou-se um modelo simplificado composto por um único volume e dois tubos. O problema foi abordado sob duas metodologias numéricas distintas. Para a solução do campo acústico, utilizou-se o conceito de acústica linear através do Método dos Elementos Finitos. O escoamento foi modelado através do Método dos Volumes Finitos. Diferentes formulações foram investigadas com o objetivo de identificar a que melhor representa o escoamento no interior dos filtros em condições de trabalho normais. Verificou-se também o comportamento do escoamento quando submetido a condições de contorno diferentes. Experimentos foram conduzidos com o objetivo de verificar a influência do fluxo de massa nos níveis de pressão sonora e nas curvas de resposta em freqüência de filtros acústicos. Efetuou-se, também, o mapeamento da pressão no interior dos mesmos.
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Medição de frequência rotacional em regime transitório de tombamento em compressores herméticos para refrigeração

Barrera, Franklin Julián Talero January 2015 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:47:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337525.pdf: 17253308 bytes, checksum: 0f3c9266e9ac685a4161087c22da85e5 (MD5) Previous issue date: 2015 / O compressor é um dos principais componentes do sistema de refrigeração e no caso da refrigeração doméstica os mesmos são tipicamente herméticos. As atividades de controle da qualidade e de P&D são auxiliadas por grande diversidade de ensaios. Muitos desses ensaios preveem o monitoramento da frequência rotacional do motor elétrico inerente ao compressor. A característica hermética impossibilita o uso de transdutores específicos - como encoders e tacogeradores. Assim, a medição através de grandezas externamente disponíveis torna-se mandatória para ensaios em larga escala. Trabalhos sobremedição indireta de frequência rotacional foram desenvolvidos nolaboratório ao qual o presente trabalho está relacionado. Nesses, análises de sinais de pressão de descarga, vibração da carcaça e corrente de alimentação foram realizadas; ferramentas de processamento de sinais no domínio da frequência e tempo-frequência foram avaliadas para condições de regime permanente e transitório. Oportunidade de análise específica se mostrou para o ensaio de tombamento, no qual é avaliada a adequação de compressores para determinadas aplicações. Nesse tipo de ensaio os compressores são submetidos a demandas de cargas que fazem com que a frequência rotacional varie rapidamente com o tempo, o que caracteriza um comportamento transitório dessa grandeza. Assim, a medição deve ser adequada para identificar o instante no qual a frequência rotacional ultrapassa um limite predefinido. O presente trabalho apresenta propostas de formas de medição da frequência rotacional para o ensaio de tombamento. Diferentes ferramentas matemáticas de análise de sinais - Transformada interpolada de Fourier,Transformada Chirp-Z e Transformadas Wavelet - são empregadas para obtenção da frequência rotacional a partir da pressão de descarga, vibração da carcaça e corrente de alimentação. Atividades experimentais são descritas e resultados são analisados com foco no comportamento da frequência rotacional na situação de interesse e na identificação do instante de tombamento. Análises de repetibilidade são realizadas em um compressor instrumentado para obtenção de medições de referência. As propostas de alternativas de medição mais adequadas para determinadas situações são indicadas. Obtiveram-se diferenças inferiores a 1% para as alternativas de medição mais adequadas em relação às medições de referência. <br> / Abstract : The compressor is one of the main components related to refrigerationsystems and, regarding to household refrigeration systems, is typicallyof the hermetic type. Activities on quality control and R&D o frefrigeration compressors are supported by a wide diversity of tests. During many of these tests is regarded the monitoring of rotational frequency of compressor's electric motor. The hermetic feature make sunattainable the use of specific transducers, such as encoders and tacho generators. Thus, the measurement through externally measurable quantities becomes mandatory for large-scale tests. Studies on indirect measurement of rotational frequency were developed in the laboratory related to this dissertation. In these, signal analysis of discharge pressure, compressor shell vibration and supply current were performed; signal processing techniques in frequency and time-frequency domains were applied to steady and unsteady state conditions. An opportunity fora specific analysis was shown regarding the compressor stalling test,which evaluates the suitability of compressors for specific applications. In this type of test the compressor is subjected to load requirements, which cause the rotational frequency to vary quickly over time, whatassign a transient behavior to this quantity. Thus, the rotational frequency measurement must be suitable to identify the instant which it surpasses a predefined threshold. This dissertation presents measurement approaches to the rotational frequency during stall tests of refrigeration compressors. Different mathematical tools for signalanalysis, such as Interpolated Fourier Transform (FFTint), Chirp-Z Transform and Wavelet Transforms, are used for o btaining the rotational frequency from the discharge pressure, shell vibration andsupply current signals. Additionally, experimental activities are described and the results are analyzed focusing on the behavior o frotational frequency and on the identification of stalling instant. Repeatability analyses are realized using an instrumented compressor in order to obtain reference measurements. The best approaches for specific test situations are indicated, which presented results with differences of less than 1% related to the reference measurements.
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Estrutura e propriedades mecânicas de poli(tereftalato de butileno) reforçado com fibras de vidro submetido a ensaios de envelhecimento termoquímico

Pereira, Guilherme Cybis January 2016 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:15:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343258.pdf: 4734054 bytes, checksum: fb6b6f7da5c92251a3a4168fd94a72e6 (MD5) Previous issue date: 2016 / O emprego de polímeros termoplásticos reforçados na indústria de refrigeração vem mostrando um grande potencial em termos de ganho de eficiência, devido a fatores como redução de peso, amortecimento de vibrações, isolamento térmico e elétrico, menor susceptibilidade a corrosão e possibilidade de projetos de formas complexas quando comparado com materiais metálicos. Poliésteres aromáticos, como o poli(tereftalato de butileno) (PBT), são bons candidatos para a elaboração de projetos de conversão metal - polímero. A utilização de polímeros para aplicações citadas, no entanto, ainda é limitada devido à falta de conhecimento com relação ao comportamento de longo prazo quando em contato com ambientes químicos agressivos. Portanto, foi proposto estudar e relacionar propriedades mecânicas com estrutura de um compósito de PBT comercial, envelhecido em ambientes tipicamente encontrados no interior de compressores herméticos. No presente trabalho, amostras de PBT reforçado com fibras de vidro curtas foram submetidas a ensaios de imersão em 140, 160 e 180°C durante 28 dias, em duas misturas de refrigerante/lubrificante, além de um terceiro ambiente inerte, utilizado como controle. A cinética de difusão foi avaliada através do controle periódico da variação de massa das amostras, em que foram observados ganhos de massa de 1,2-1,6% em ambiente A e 1,0-1,4% em ambiente B, variando em função da temperatura. As curvas de absorção apresentaram comportamento Fickiano, com exceção dos ensaios realizados a 180°C, onde ocorre perda de massa após a saturação devido, provavelmente, à solubilização e extração de oligômeros. O efeito do envelhecimento foi investigado a partir de ensaios de flexão 3-pontos. Neste aspecto, o ambiente A a 180°C foi o mais agressivo, sendo responsável pela redução de 40% no alongamento máximo, 47% na resistência à flexão e 19% no módulo elástico. Os ambientes B e C provocaram variações menores, supostamente relacionadas a efeitos de envelhecimento físico, plastificação e aumento no grau de cristalinidade. Ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC) comprovaram o aumento no grau de cristalinidade das amostras envelhecidas em todas as condições. Imagens da superfície de fratura obtidas por microscopiaeletrônica de varredura (MEV) permitiram analisar o mecanismo de falha predominante. Além disso, observou-se que as amostras envelhecidas em ambiente A apresentaram pouca ou nenhuma deformação plástica localizada. Espectroscopia de infravermelho (FTIR) comprovou a presença do óleo na estrutura química do PBT, e foi proposto um método para a comparação do grau de cristalinidade a partir da razão entre as bandas de absorbância A0(1458 cm-1)/A0(956 cm-1). Ao final do trabalho, concluiu-se que estudos desta natureza são extremamente importantes para a compreensão dos fenômenos envolvidos no envelhecimento de polímeros, possibilitando a criação de critérios de análise mais assertivos.<br> / Abstract : The use of reinforced thermoplastic polymers in the refrigeration industry shows a huge potential in terms of efficiency improvement, due to issues like weight reduction, vibrational damping, thermal and electrical insulation, less susceptibility to corrosion and allowance of project of complex shapes when compared to metallic materials. Aromatic polyesters, like polybutylene terephthalate (PBT), are good candidates for the elaboration of metal - polymer conversion projects. The application of polymers in the above mentioned cases, however, is still limited by the lack of knowledge regarding their long-term behavior in contact with aggressive environments. Therefore, it was proposed to study and relate mechanical properties and structure of a commercial PBT composite, aged in environments typically found inside hermetic compressors. In the present work, short glass fiber reinforced PBT samples were subjected to immersion tests in 140, 160 and 180°C during 28 days, in two refrigerant/lubricant mixtures, and a third inert control environment. Diffusion kinetics were addressed by a periodic control of samples weight, and it was observed mass variation of 1,2-1,6% in environment A and 1,0-1,4% in environment B, varying depending on test temperature. Most diffusion curves follow Fickian behavior, except those from tests conducted at 180°C, in which occurs mass loss after saturation, probably due to solubilization and extraction of oligomers. Aging effect was investigated by 3-point bending tests. By these means, environment A was the most aggressive, being responsible for the reduction of 40% in maximum strain, 47% in maximum stress and 19% in elastic modulus. Environments B and C induced minor variations, supposedly related to physical aging, plasticization and increase in crystallinity. Differential scanning calorimetry (DSC) analyses proved the degree of crystallinity increase for all aged samples. Imaging analyses through scanning electronic microscopy (SEM) technique allowed observation of the predominant fracture mechanism. Moreover, it was noticed that samples aged in environment A presented few or no localized plastic deformation at all. Infrared (FTIR) enabled proving the presence of oil absorbed in PBT chemical structure, and it was proposed a method for comparingdegree of crystallinity, based on the absorbance bands ratio A0(1458 cm-1)/A0(956 cm-1). At the end, it was concluded that studies like this are extremely important to our comprehension of the involved phenomena in polymer aging, allowing the creation of more assertive analyses criteria.
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Aplicação de tubos microperfurados em filtros acústicos tipo câmara de expansão

Nardelli, Fernando Henrique 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 2016-09-20T04:26:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341475.pdf: 6085019 bytes, checksum: 077fdc5729bf79041941ec3e24e9c1f3 (MD5) Previous issue date: 2016 / Em sistemas de refrigeração uma das principais fontes de energia vibroacústica é a pulsação de descarga do compressor. Para atenuar o nível de pressão sonora na linha de descarga é utilizado um filtro do tipo câmara de expansão, que é de fácil construção e apresenta desempenho satisfatório. Buscando reduzir o nível de pressão sonora transmitido para o refrigerador é proposto um modelo de filtro composto por um tubo perfurado e cavidades. Este filtro é baseado na teoria de painéis microperfurados desenvolvida por Dah-You Maa na década de 1970. Painéis microperfurados são compostos por uma placa microperfurada somada a uma cavidade acústica, sendo assim possível obter elevado nível de coeficiente de absorção para determinadas faixas de frequências. A validação de um painel perfurado é realizada com medições em um tubo de impedância. Este modelo é adaptado para uso em filtros acústicos com tubos perfurados, onde se observa que a impedância da placa perfurada pode ser utilizada para a superfície perfurada do tubo. Uma validação do modelo é realizada com o auxílio de modelos numéricos utilizando o método de elementos finitos. Observa-se, através da perda de transmissão, que este filtro possui grande potencial acústico. Efeitos de não linearidades e fluxo, presentes no sistema de descarga do compressor, também são estudados. Por fim, um protótipo para aplicação em compressores herméticos é projetado e avaliado através de medições do nível de pressão sonora do tubo de descarga do compressor em operação.<br> / Abstract : One of the most important noise sources of refrigeration systems is the discharge pulsation of the hermetic compressor. An expansion chamber filter is used in order to reduce the sound pressure level in the discharge line. This kind of filter is simple, easy to build and has satisfactory performance. A new model of acoustic filter is proposed to reduce the energy transmitted to the refrigerator. This filter is based on the microperforated plate theory developed by Dah-You Maa in the 1970 decade. A microperforated panel is composed by a microperforated plate backed by an acoustic cavity, achieving high levels of absorption coefficients is some regions of the spectrum. A validation of a microperforated panel is performed using an impedance tube. The acoustic filter with microperforated tubes is analyzed, where the microperforated plate impedance can be used to the perforated surface of the tube. Numeric models are used to validate this new filter using the Finite elements method. From this analysis one can conclude that this filter has great potential for noise attenuation. Non-linearity and grazing flows effects are analyzed. These effects are present in the discharge system of hermetic compressors. In the last part of the paper a prototype for use in the compressor is built and evaluated by measuring the sound pressure level of the compressor discharge while in operation.
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Estudo e otimização de um atuador linear com imã permanente e alta frequência de ressonância aplicado a sistemas de refrigeração

Pompermaier, Cristófaro 24 October 2012 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T16:21:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275393.pdf: 4002670 bytes, checksum: 469ff82b0090cfab9530bd4bd13888d7 (MD5) / Este trabalho aborda o estudo de um atuador linear para aplicação em compressores herméticos. Primeiramente, apresenta-se uma revisão básica sobre os aspectos gerais dos sistemas de refrigeração. Desenvolve-se a modelagem analítica do atuador, utilizando o modelo de relutância para cálculo do fluxo magnético e para obtenção da força eletromotriz induzida. O atuador é, então, modelado a partir das equações de Maxwell para o problema magnetostático. Essas equações são resolvidas usando-se o MEF com o auxílio de software. Devido à simetria do atuador é usada a formulação axissimétrica em potencial vetor. Em seguida, apresenta-se a metodologia de cálculo desenvolvida nesse trabalho para projetar um atuador. O trabalho também mostra a metodologia experimental e a bancada de testes utilizada durante as medições, onde se optou pelo conceito de acoplamento Back-to-Back dos motores avaliados. Além disso, métodos de otimização são estudados e o atuador proposto é otimizado com uma ferramenta de otimização baseada em algoritmos genéticos. Por fim, os resultados obtidos analítica e numericamente são comparados com os resultados obtidos em medições experimentais. A boa concordância entre os resultados permite validar a metodologia de projeto proposta nesse trabalho. / The aim of this work is to study a linear actuator for the application in hermetic compressors. Firstly, a basic review on the general aspects of refrigeration systems is presented, which is followed by the analytical modeling of the linear actuator, using the reluctance model for the magnetic flux and induced electromotive force calculations. The actuator is then modeled from Maxwell's equations for the magnetostatic problem, which are solved using the Finite Element Method supported by the software FEMM. Due to the symmetry of the actuator an axi-symmetric vector potential formulation is used. After that, the developed calculation procedure to design the actuator is presented, as well as the experimental methodology and the test bench used for the measurement of the prototypes performance, where the "Back-to-Back" coupling concept is chosen. Moreover, optimization methods are studied and the proposed actuator is optimized with an optimization tool based on genetic algorithms. Finally, the results obtained analytically and numerically are compared to the results obtained in experimental measurement. The good agreement between the results allows to validate the design methodology proposed in this work.
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Desenvolvimento de um sistema de controle de válvulas de compressores

Myrria Neto, Gustavo 26 October 2012 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T00:06:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290140.pdf: 6184015 bytes, checksum: fd460dd48e859ce9c4b275c50d9c8bac (MD5) / Nos últimos anos com o crescimento das grandes cidades observa-se a tendência de pessoas morando em lugares cada vez menores. Nessas situações, o ruído gerado por refrigeradores domésticos passa a exercer maior impacto sobre o conforto e mesmo sobre a saúde dos indivíduos. Posto isto, o objetivo deste trabalho é avaliar o potencial da modificação do movimento de abertura da válvula de sucção a fim de reduzir o nível de ruído de um compressor hermético usado em sistemas de refrigeração doméstica. A pulsação do fuido na câmara de sucção, a qual está diretamente relacionada ao movimento da válvula de sucção, excita a cavidade e esta excita a carcaça, a qual irradia ondas sonoras para o ambiente externo. Assim, a estratégia deste trabalho é modificar o movimento de abertura da válvula de sucção com o intuito de alterar a pulsação na câmara de sucção e reduzir o nível de ruído proveniente deste caminho. Para atingir estes objetivos, o compressor é simulado utilizando o programa de simulação RECIP. Diferentes movimentos são impostos sobre a abertura da válvula de sucção. Num passo seguinte é desenvolvido um sistema de controle para geração destes movimentos. Ao fim, os resultados da simulação do compressor considerando o sistema de controle do movimento da válvula de sucção são obtidos e avaliados. Atenuações da ordem de 10 dB foram observadas na pressão na câmara de sucção e na pressão externa com a utilização de curvas modificadas sobre o movimento da válvula de sucção.
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Influência do óleo lubrificante na transferência de calor em um compressor hermético alternativo

Pizarro R., Rodrigo A. January 2007 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T23:48:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257299.pdf: 2673154 bytes, checksum: ab1c3a9446789aeeaf0c5922fd7cddc2 (MD5) / No interior de um compressor hermético, o óleo lubrificante tem por função lubrificar as partes móveis, reduzir o vazamento do gás entre o cilindro e o pistão, prevenir a corrosão e o desgaste das partes metálicas, reduzir o acúmulo de contaminantes, amortecer impactos entre os componentes e controlar o campo de temperaturas do compressor por meio da transferência de calor com o gás, com a carcaça e com os demais componentes internos. No presente trabalho, é apresentada uma metodologia de cálculo para se avaliar a influência do óleo lubrificante na transferência de calor de um compressor hermético alternativo. Em alguns compressores, a existência de um padrão de circulação do lubrificante, promovido por um sistema de bombeamento acoplado ao eixo, proporciona uma remoção do calor dos componentes internos, o qual é rejeitado para o ambiente externo por meio da formação de um filme descendente de óleo junto à parede interna da carcaça. O presente modelo propõe equações para o transporte de calor na forma diferencial unidimensional cuja solução fornece o campo de temperaturas no óleo e na carcaça para uma dada condição de operação do compressor. A fim de validar o modelo numérico proposto, um compressor protótipo foi devidamente instrumentado para fornecer valores de temperatura em diversos pontos da carcaça e da parte interna do compressor para diferentes condições de operação. Os testes foram realizados em uma bancada experimental especialmente adaptada para receber o compressor protótipo. Adicionalmente à análise experimental, um modelo térmico global baseado em balanços de massa e energia na forma integral para os componentes internos do compressor foi adaptado e acoplado ao modelo de transferência de calor no óleo e na carcaça. Este modelo permitiu estimar a influência de diversas variáveis relativas ao escoamento do óleo sobre importantes parâmetros do compressor, como temperatura dos componentes, capacidade de refrigeração e potência consumida. De uma forma geral, observa-se que a temperatura dos componentes internos, da carcaça e do óleo no reservatório (cárter) são, em algumas condições, influenciadas pelo padrão de escoamento do óleo no interior da carcaça de forma significativa. Entretanto, grandezas energéticas e de eficiência são pouco afetadas por parâmetros como a vazão total de óleo bombeada, a vazão de óleo que escoa como um filme na parede da carcaça, o volume de óleo presente no cárter do compressor e a fração de óleo que escoa por sobre os componentes internos do compressor.
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Influência do óleo lubrificante na transferência de calor em um compressor hermético alternativo

Pizarro R., Rodrigo A. January 2007 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 265982.pdf: 2673154 bytes, checksum: ab1c3a9446789aeeaf0c5922fd7cddc2 (MD5) / No interior de um compressor hermético, o óleo lubrificante tem por função lubrificar as partes móveis, reduzir o vazamento do gás entre o cilindro e o pistão, prevenir a corrosão e o desgaste das partes metálicas, reduzir o acúmulo de contaminantes, amortecer impactos entre os componentes e controlar o campo de temperaturas do compressor por meio da transferência de calor com o gás, com a carcaça e com os demais componentes internos. No presente trabalho, é apresentada uma metodologia de cálculo para se avaliar a influência do óleo lubrificante na transferência de calor de um compressor hermético alternativo. Em alguns compressores, a existência de um padrão de circulação do lubrificante, promovido por um sistema de bombeamento acoplado ao eixo, proporciona uma remoção do calor dos componentes internos, o qual é rejeitado para o ambiente externo por meio da formação de um filme descendente de óleo junto à parede interna da carcaça. O presente modelo propõe equações para o transporte de calor na forma diferencial unidimensional cuja solução fornece o campo de temperaturas no óleo e na carcaça para uma dada condição de operação do compressor. A fim de validar o modelo numérico proposto, um compressor protótipo foi devidamente instrumentado para fornecer valores de temperatura em diversos pontos da carcaça e da parte interna do compressor para diferentes condições de operação. Os testes foram realizados em uma bancada experimental especialmente adaptada para receber o compressor protótipo. Adicionalmente à análise experimental, um modelo térmico global baseado em balanços de massa e energia na forma integral para os componentes internos do compressor foi adaptado e acoplado ao modelo de transferência de calor no óleo e na carcaça. Este modelo permitiu estimar a influência de diversas variáveis relativas ao escoamento do óleo sobre importantes parâmetros do compressor, como temperatura dos componentes, capacidade de refrigeração e potência consumida. De uma forma geral, observa-se que a temperatura dos componentes internos, da carcaça e do óleo no reservatório (cárter) são, em algumas condições, influenciadas pelo padrão de escoamento do óleo no interior da carcaça de forma significativa. Entretanto, grandezas energéticas e de eficiência são pouco afetadas por parâmetros como a vazão total de óleo bombeada, a vazão de óleo que escoa como um filme na parede da carcaça, o volume de óleo presente no cárter do compressor e a fração de óleo que escoa por sobre os componentes internos do compressor.
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Avaliação de estanqueidade em vasos de pressão de pequeno porte

Marció, Bruno Silva 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 2015-02-05T20:31:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332286.pdf: 7274119 bytes, checksum: 1977fff4a302fb340880d76641e81057 (MD5) Previous issue date: 2014 / Na fabricação de vasos de pressão, ensaios não destrutivos são amplamente adotados para garantir a integridade e confiabilidade dos bens produzidos. No caso específico de compressores herméticos para refrigeração, os respectivos ensaios são principalmente aplicados visando assegurar característica essencial do produto, a estanqueidade. Pesquisas realizadas mostraram que métodos para avaliação de estanqueidade atualmente utilizados por fabricantes de compressores herméticos apresentam um desempenho aquém às expectativas, em consequência da baixa eficácia ou do elevado custo para empregá-los. Em vista disso, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um conceito de sistema de avaliação de estanqueidade para compressores herméticos capaz de ser implantado em linhas de produção. Como parte do trabalho, foi realizado um levantamento bibliográfico, a partir da literatura científica e normas da área, com o objetivo de selecionar um método de ensaio não destrutivo adequado para avaliar estanqueidade em vasos de pressão, particularmente compressores herméticos. Com base nos conceitos do método escolhido, desenvolveu-se um sistema de medição da vibração da carcaça de compressores, provocada pela presença de vazamentos no objeto avaliado. A partir do sistema de avaliação de estanqueidade concebido, ensaios foram realizados para determinar seu desempenho tanto em laboratório quanto em fábrica. O respectivo sistema alcançou um excelente desempenho em laboratório no que se refere à identificação de compressores com vazamento. Porém, tal comportamento não se reproduziu no chão-de-fábrica devido, principalmente, às condições ambientais do local correspondente. Com o intuito de isolar o objeto avaliado do meio externo, uma cabine acústica foi concebida, e ensaios preliminares em laboratório - simulando o ambiente fabril - evidenciaram resultados extremamente promissores. Desse modo, acredita-se que o sistema de avaliação de estanqueidade desenvolvido se torne uma alternativa viável para implantação em linhas de produção.<br> / Abstract: Nondestructive tests are widely used for the assurance of the integrity and reliability of pressure vessels. In relation to hermetic refrigeration compressors, these tests are mainly used to ensure the leak tightness, which is an essential feature of the product. However, researches demonstrated that current leak tightness evaluation methods used by hermetic compressors manufacturers show poor performance, as a result of the low effectiveness and high cost. Thus, this study presents the development of a concept of a leak tightness evaluation system to be used in production lines. The literature was reviewed in order to select a nondestructive testing method suitable for the evaluation of leak tightness in pressure vessels, especially hermetic compressors. It was developed a measurement system able to evaluate the vibration of compressor shell caused by the presence of leaks. Tests were conducted to evaluate its performance in laboratory and in the production line environment. The system achieved excellent performance related to leak detection in laboratory. However, the same performance was not achieved in the production line, mainly due to local environment conditions. An acoustic enclosure was developed to isolate the object under test from external environment. Preliminary tests, performed in laboratory to simulate the factory environment, showed promising results. Thus, it is believed that the developed leak tightness evaluation system might be a suitable alternative to be used in production line.
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