OLIVEIRA, M. B. Aproximação de 1ª e 2ª ordens para estudo de equações transientes em tubulação de água: um estudo comparativo. 2014. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-01T14:12:39Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_mboliveira.pdf: 1397966 bytes, checksum: 851ad633a603b5dc55046d587c84d7dc (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-06T17:05:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_mboliveira.pdf: 1397966 bytes, checksum: 851ad633a603b5dc55046d587c84d7dc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-06T17:05:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_mboliveira.pdf: 1397966 bytes, checksum: 851ad633a603b5dc55046d587c84d7dc (MD5) Previous issue date: 2014-01-20 / This paper provides a comparison between first and second order approaches equations for the characteristics method as a solution to the transient phenomenon in a pipeline. Eight cases were tested, which resulted in sixteen simulations calculations. Sought to demonstrate the efficiency method of characteristics (MOC) to the nearest 1st. order for small variations of the friction factor in relation to the nearest 2nd order confirming the first to be enough, for the examples studied taking into account the friction term stability as a reference. It was also demonstrated a study simulation the hypothetical instability in terms of high friction. / O presente trabalho traz uma comparação entre as aproximações de primeira e segunda ordem para as equações características como solução para o fenômeno transiente em uma tubulação. Foram testadas oito situações que resultaram em dezesseis cenários de cálculo. Procurou-se demonstrar a eficiência do método das características (MOC) com a aproximação de 1ª ordem para pequenas variações do fator de atrito em relação à aproximação de 2ª ordem comprovando ser suficiente a primeira, para os exemplos estudados levando em consideração o termo de atrito como referência de estabilidade. Demonstrou-se também um estudo hipotético simulando a instabilidade para altos termos de atrito.

BARBOSA, J. M. C. Modelagem computacional de transientes hidráulicos em ventosas de tríplice função e non slam considerando as curvas de admissão e expulsão de ar. 116 f. 2015. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-14T14:22:01Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_jmcbarbosa.pdf: 17322133 bytes, checksum: 0588ec5c293f68ad4e9f21bed5e24a33 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-17T13:35:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_jmcbarbosa.pdf: 17322133 bytes, checksum: 0588ec5c293f68ad4e9f21bed5e24a33 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-17T13:35:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_jmcbarbosa.pdf: 17322133 bytes, checksum: 0588ec5c293f68ad4e9f21bed5e24a33 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / sucker triple function acts on admission and / or expulsion of air in the pipe, protecting piping and equipment against the effects of air and accumulation water hammer. Through kinetic hole, she admits lot of air when the pressure inside the pipe becomes lower than atmospheric, and expels air after separation column at a superatmospheric pressure. The inlet region air, the suction orifice "Non slam" admits large volume of air through the orifice Kinetic and starts expelling air through the same hole. From a certain Positive pressure value, the kinetic orifice is closed and opens a lower orifice diameter hole called "Non slam", cushioning, thus, the shock of columns they were separated liquid. In this paper, we propose a methodology for calculating the admission rates and expulsion of air in transient from the curves provided by the manufacturers. The work aims to minimize the lack of information Experimental suction cups on the basis of the curves for the determination of makers the admission rates and expulsion of air. In this study we compared the effect of using a single air discharge coefficient for input and another for output only Air versus consider the variation of these coefficients discharge pressures as range. The UFC7 computer program written in Java, implements the transient Hydraulic with its boundary conditions / A ventosa de tríplice função atua na admissão e/ou expulsão de ar contido na tubulação, protegendo tubulação e equipamentos contra os efeitos decorrentes do acúmulo de ar e golpe de aríete. Através do orifício cinético, ela admite grande quantidade de ar quando a pressão no interior da tubulação torna-se inferior à atmosférica, e expulsa ar após a separação da coluna a uma pressão superior à atmosférica. Na região de admissão de ar, a ventosa com orifício “Non Slam” admite grande volume de ar através do orifício cinético, e inicia a expulsão de ar, através do mesmo orifício. A partir de um determinado valor de pressão positiva, o orifício cinético é fechado e abre-se um orifício de menor diâmetro, chamado de orifício de "Non Slam", amortecendo, assim, o choque das colunas líquidas que estavam separadas. Neste trabalho, propõe-se uma metodologia para o cálculo dos coeficientes de admissão e expulsão de ar no regime transiente a partir das curvas disponibilizadas pelos fabricantes. O trabalho visa minimizar a falta de informações experimentais sobre as ventosas com base nas curvas dos fabricantes para a determinação dos coeficientes de admissão e expulsão de ar. Nesse estudo nós comparamos o efeito de se usar um único coeficiente de descarga de ar para entrada e outro único para a saída de ar versus considerar a variação desses coeficientes de descarga à medida que as pressões variam. O programa computacional UFC7, escrito em Java, implementa o transiente hidráulico com suas condições de contorno.

SOUZA, A. C. Influência de manobras de válvulas na identificação de vazamentos em redes de distribuição de água utilizando dados transientes e algoritmo genético. 2016. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-18T17:10:36Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_acsousa.pdf: 2332820 bytes, checksum: 9d1ee4cc942d7bae542e5889197618aa (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T17:03:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_acsousa.pdf: 2332820 bytes, checksum: 9d1ee4cc942d7bae542e5889197618aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-01T17:03:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_acsousa.pdf: 2332820 bytes, checksum: 9d1ee4cc942d7bae542e5889197618aa (MD5) Previous issue date: 2016-02-12 / In the process of water supply through water distribution networks can happen losses of water resources associated with various causes, such as leaks, metering errors and unauthorized consumption. With the advancement of computer mathematical models increasingly complex have allowed the emergence of advanced techniques in matters relating to the design and optimal design of water distribution networks, including, for example, leak identification technique. The method used to solve the inverse problem is the use of transient data for calibration leak through genetic algorithm (MTI-AG) and for solution of partial differential equations of motion for the flow of the transient is used the method of characteristics (MOC) . In the three networks in study analyzes the transient severity of the effect caused by changes in the type of valve maneuver where several simulations were performed and compared the results with the initial permanent conditions, showing the method employed efficiency. / No processo de abastecimento de água por meio de redes de distribuição de água podem acontecer perdas do recurso hídrico associadas a várias causas, tais como: vazamentos, erros de medição e consumos não autorizados. Com o avanço da informática modelos matemáticos cada vez mais complexos têm possibilitado o surgimento de técnicas avançadas nas questões relacionadas ao projeto e dimensionamento ótimo de redes de distribuição de água, incluindo, por exemplo, a técnica de identificação de vazamentos. O método empregado na solução do problema inverso é a utilização de dados transientes para calibração do vazamento por meio do algoritmo genético (MTI-AG) e para solução das equações diferenciais parciais do movimento para escoamento do transiente é usado o método das características (MOC). Nas 3 redes em estudo é analisado o efeito da severidade do transiente provocada por mudanças no tipo de manobra de válvula, onde várias simulações foram feitas e comparados os resultados com as condições permanentes iniciais, mostrando a eficiência do método empregado.

BARBOSA, M. P. R. Modelagem computacional de chaminés de equilíbrio e tanques de alimentação unidirecional como dispositivos atenuadores do golpe de aríete em adutoras. 2006. 134 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-28T12:36:23Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_mprbarbosa.pdf: 2986100 bytes, checksum: 808229643640e8714ad122b62756dfef (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-06-02T17:53:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_mprbarbosa.pdf: 2986100 bytes, checksum: 808229643640e8714ad122b62756dfef (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-02T17:53:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_mprbarbosa.pdf: 2986100 bytes, checksum: 808229643640e8714ad122b62756dfef (MD5) Previous issue date: 2006-03-17 / The main goal of this research is the development of the computer code designed to model the water hammer problem which occurs in water pipes. It was used the method of characteristics to numerically solve the differential equations which control the problem. The software developed allows the user to visualize the behavior oh the over and under pressure waves resulting from the occurrence of the transient problem. Other features of the developed software includes the possibility of analyzing the introduction of mechanisms to decrease the effects of the water hammer problem such as orifice tanks, one-way tanks, closed tanks and relief valves. The developed model was applied and validated to water conducts which was previously been analyzed by the software CTran, developed by the “Escola Politécnica de Universidade de São Paulo”. The results were very satisfactory / Foi implementado, na linguagem Visual Basic 6, um programa computacional para a análise do Golpe de Aríete em adutoras, utilizando-se do Método das Características e das equações características de equipamentos normalmente encontrados nos sistemas hidráulicos. Procurou-se desenvolver um aplicativo que possibilite ao usuário visualizar o comportamento das ondas de sobrepressão e subpressão decorrentes do fenômeno transitório, além de verificar a influência da chaminé de equilíbrio e do tanque de alimentação unidirecional (TAU) como dispositivos de alívio do golpe de aríete. Aplicou-se o modelo computacional na análise dos transientes hidráulicos gerados pelo desligamento do conjunto moto-bomba, e na avaliação da eficiência da chaminé de equilíbrio e do tanque de alimentação unidirecional como mecanismos de atenuação dos picos de pressão. A validação do modelo se deu através da comparação dos resultados das simulações com os dados obtidos nos testes realizados utilizando-se o CTran, software desenvolvido pela Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. De acordo com a análise estatística, o programa desenvolvido apresentou resultados bastante satisfatórios na análise do golpe de aríete, possuindo uma interface de fácil utilização e visualização dos resultados, fato de fundamental importância para que projetistas e estudantes compreendam o comportamento do fenômeno

PEROBA JUNIOR, F. Modelagem computacional de ventosas de duplo efeito como mecanismo de alívio do golpe de aríete. 2007. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-05-05T16:34:15Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_fperobajunior.pdf: 2611415 bytes, checksum: ef90158afb3a905d509ec74f52e79da8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-05-17T16:44:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_fperobajunior.pdf: 2611415 bytes, checksum: ef90158afb3a905d509ec74f52e79da8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-17T16:44:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_fperobajunior.pdf: 2611415 bytes, checksum: ef90158afb3a905d509ec74f52e79da8 (MD5) Previous issue date: 2007-07-20 / This work presents a computer simulation of the air valves of double effect in Hydraulics Transients in pipelines through the use of the computer code UFC6 developed in the Hydraulic Computational Laboratory (HCL) of the Universidade Federal do Ceará. Air valves are devices designed to relief the effects of the water hammer phenomena throughout expelling air entrapped in the conduit. The boundary conditions applied for air valves is very complex and results in a non-linear equation. In order to solve this non linearity, it was used the parabolic approximation method in the intervals when air flows in subsonic regime. This method not only is easy to be implemented but also requires little computational effort. Though widely used, the subject of air valves and water hammer has few works published worldwide. / Neste trabalho, foram feitas simulações do transiente hidráulico com ventosas de duplo efeito aplicadas aos nós de maior cota, utilizando-se o software UFC6 produzido no Grupo de Estudos em Hidráulica Computacional da Universidade Federal do Ceará. As ventosas são mecanismos de alívio do Golpe de Aríete que trabalham expulsando o ar contido na tubulação quando a carga piezométrica cai abaixo da cota. Durante o escoamento transiente, a água transporta o ar contido na tubulação, acumulando-o nos pontos mais altos de seu perfil. Tal fato acarreta no surgimento de cavidade que além de reduzir a eficiência do escoamento, provoca pressões negativas que podem levar a estrutura ao colapso. A condição de contorno que modela o comportamento de uma ventosa é bastante complexa, resultando em uma equação não linear. Para resolver esta não linearidade, aplicou-se o método da aproximação parabólica nos intervalos onde o ar escoa em regime subsônico. Este método, além de ser facilmente implementado, requer pouco esforço computacional. Apesar de serem bastante utilizadas na prática, existem poucos estudos referentes ao assunto. Esta pesquisa visa contribuir para a divulgação da hidráulica transiente como um todo.

FERREIRA, F. E. F. R. Modelagem computacional de efeitos dinâmicos de dissipação de energia em transientes hidráulicos. 2011. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-05-06T17:02:48Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_fefrferreira.pdf: 10861775 bytes, checksum: 249782f8fec7bee8ad4d3428268fadb0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-05-09T17:53:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_fefrferreira.pdf: 10861775 bytes, checksum: 249782f8fec7bee8ad4d3428268fadb0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T17:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_fefrferreira.pdf: 10861775 bytes, checksum: 249782f8fec7bee8ad4d3428268fadb0 (MD5) Previous issue date: 2011-01-26 / Elevated pressures caused by sudden and unexpected shutdown of pumps are usually responsible for structural damage in water pipes. An effective control of these losses requires an adequate designing of system or devices whose purpose is relieving the water hammer effects. This adjustment depends on the proposed formulations for the equations of continuity and momentum of the water hammer phenomenon. In this sense, the consideration of more accurate models has been useful for the designing of hydraulic systems. Many analyses have been made for transients caused by opening or closing of valves, but little progress has been made in the analysis of transients caused by sudden and unexpected shutdown of pumps. Thus, the main objective of this work is to implement a computational program that takes into consideration formulations of variable friction term and mechanical behavior of plastic pipes in transients caused by sudden pump shutdown in water pipe. Satisfactory results were obtained for a hydraulic model that considers the viscoelastic behavior of the pipes. The variable friction models showed no satisfactory results for this type of transient event. / Elevados níveis de pressão provocados pelo desligamento de bombas são responsáveis pelo elevado índice de danos estruturais em adutoras. Um controle efetivo destas perdas requer um melhor dimensionamento do sistema ou dos dispositivos de atenuação do golpe de aríete. Esse ajuste depende das formulações propostas para as equações de continuidade e momento do golpe de aríete. Neste sentido, a consideração de modelos mais precisos tem se revelado útil para o dimensionamento de sistemas hidráulicos. Muitas análises têm sido feitas para transientes provocados por fechamento ou abertura de válvulas, mas poucos avanços têm sido feitos na análise de transientes provocados pelo desligamento de bombas. Assim, o principal objetivo deste trabalho é implementar um programa computacional que leve em consideração formulações de fator de atrito variável e comportamento mecânico de condutos plásticos em transientes provocados por desligamento de bomba em adutoras. Resultados satisfatórios foram obtidos para um modelo hidráulico que considere o comportamento viscoelástico dos tubos. Os modelos de atrito variável não apresentaram resultados satisfatórios para esse tipo de evento transiente.

BARBOSA, J. M. C. Modelagem computacional da válvula antecipadora de onda como mecanismo de alívio para o golpe de aríete. 2010. 257 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-05-13T16:49:34Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_jmcbarbosa.pdf: 9391368 bytes, checksum: 0ddbec8e82d17219a0e9b517db12b994 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-05-17T14:36:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_jmcbarbosa.pdf: 9391368 bytes, checksum: 0ddbec8e82d17219a0e9b517db12b994 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-17T14:36:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_jmcbarbosa.pdf: 9391368 bytes, checksum: 0ddbec8e82d17219a0e9b517db12b994 (MD5) Previous issue date: 2010-05-12 / In this work was made Hydraulic Transient simulations with anticipation valve with opening and closing complete and non-instantaneous, as a mechanism of relief for water hammer. The valve must be located near the pump. Thus in this work, the valve in advance shall be applied to the second node of the pipelines in question. The software UFC6 was used for estimates the Transient and was produced by the Study Group on Computational Fluid of UFC. Anticipation is a mechanism for relief from water hammer that starts opening when the low pressure of regulation is exceeded, after the passage of the wave of low pressure. The fluid expelled must be placed on a spring or stored in a reservoir in order to accommodate the volume of fluid to be expelled. In this work, the Anticipation Valve is modeling into the water as a fluid. It uses the method of characteristics for simulations. Due to the lack of studies in this area, this research aims to contribute to the design of anticipation valves and a basis for further work. / Neste trabalho foram realizadas simulações do transiente hidráulico com válvula antecipadora de onda com abertura e fechamento completo e não instantâneo, como mecanismo de alívio para o golpe de aríete. A válvula deve situar-se próximo ao conjunto motor-bomba. Assim, a válvula antecipadora será aplicada ao segundo nó das adutoras consideradas, utilizando-se para o cálculo o software UFC6, produzido no Grupo de Estudos em Hidráulica Computacional da Universidade Federal do Ceará. A válvula antecipadora de onda inicia sua abertura quando a pressão mínima de regulagem é excedida, logo após a passagem da onda de baixa pressão. O fluido expulso deve ser disposto em um manancial, ou armazenado em um reservatório que comporte todo esse volume. Neste trabalho, a válvula antecipadora de onda é modelada utilizando a água como fluido. O fluido (água) é expulso segundo um modelo de descarga com pressão externa atmosférica. As simulações aqui descritas utilizam o método das características. Devido à falta de estudos nessa área, este trabalho visa contribuir para o dimensionamento de válvulas antecipadora de onda e servir como base para trabalhos subsequentes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:03:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337901.pdf: 4128416 bytes, checksum: 245c701c1210915adc942f1d49ce5278 (MD5) Previous issue date: 2015 / Os sistemas hidráulicos vêm evoluindo tecnologicamente em função da integração com dispositivos eletro-eletrônicos e melhoria nos processos de fabricação. Porém, ainda são controlados normalmente pela abertura e fechamento de orifícios de passagem de fluido tornando-os extremamente dissipativos e, portanto, com baixa eficiência. Com a crescente conscientização na obtenção de sistemas que tenham um gasto energético otimizado, a hidráulica digital surge como uma alternativa mais eficiente aos sistemas hidráulicos convencionais. Motivado pela obtenção de novas concepções de posicionadores hidráulicos, o presente trabalho estuda a aplicação de um sistema hidráulico digital de chaveamento rápido do tipo step-down em um sistema de controle de posição aplicado a uma bancada de ensaios para turbinas eólicas. A partir do modelo em regime permanente apresentado neste trabalho, foi possível a realização do dimensionamento do sistema, tubo de inertância e frequência de chaveamento da válvula. Os dados obtidos foram utilizados no modelo a em regime transiente de controle de posição com o intuito de verificar as características comportamentais do sistema. Para a validação do modelo em regime transiente, experimentos foram realizados na Bancada de Controle de Ângulo de Passo existente no Laboratório de Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos da Universidade Federal de Santa Catarina. Com as conclusões deste trabalho, têm-se os principais elementos para a correta seleção das dimensões do tubo de inertância e frequência de chaveamento da válvula juntamente com as principais vantagens e desvantagens na utilização de um sistema de posicionamento hidráulico digital em comparação aos sistemas hidráulicos convencionais.<br> / Abstract : In recent years there has been a considerable development in hydraulic systems technology. The technological improvement has been a function of the integration of electronic devices and improvement of the manufacturing processes. However, the hydraulic systems are still normally controlled by the opening and closing the fluid passages making them extremely dissipative and, therefore, with low efficiency. With the increasing awareness to obtain systems which have optimized energy consumption, the digital hydraulics emerges as a more efficient alternative to conventional hydraulic systems. Aiming to achieve new designs of hydraulic positioning systems, this master?s thesis studies the application of a digital hydraulic system in position control applied in a test bench for wind turbines. From the steady state model presented in this master?s thesis, the optimization of the inertance tube and valve switching frequency was possible. The data obtained were used in the transient model of the pitch angle control system in order to check the behavioral characteristics of the system. To validate the dynamic model, experiments were carried out in the Pitch Angle Control Bench that is located in the Laboratory of Pneumatic and Hydraulic Systems of the Federal University of Santa Catarina. The results of this study address the key elements for the correct selection of the inertance tube dimensions and valve switching frequency and also the main advantages and disad-vantages of using a digital hydraulic system compared to a conventional hydraulic system.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 315359.pdf: 2535849 bytes, checksum: 4fd6ae6c396e1f7012bf90be32bda24c (MD5) / A presente dissertação apresenta um estudo acerca do projeto e análise do comportamento de uma transmissão hidrostática a ser incorporada a um aerogerador de eixo horizontal. Na busca de uma maior eficiência na geração de energia elétrica a partir do vento, os aerogeradores têm experimentado um amplo crescimento nas diversas áreas relativas ao seu projeto e operação. Deste modo, o aumento na eficiência global do aerogerador constitui um dos requisitos mais importantes para o desenvolvimento destas máquinas. Uma transmissão hidrostática mostra-se como uma alternativa promissora para a transmissão da potência extraída pelo rotor da turbina até o gerador elétrico e para a regulação da velocidade do rotor. Na operação de aerogeradores de eixo horizontal, a variação na velocidade de rotação do rotor permite maximizar a captura da energia do vento. Por outro lado, geradores elétricos síncronos necessitam de conversores de frequência para operarem com velocidade variável, causando uma queda na eficiência global do sistema. Um modo de contornar este efeito é conectando o gerador elétrico diretamente à rede elétrica, pela qual o gerador necessita operar continuamente com velocidade de rotação síncrona a fim de manter a frequência da energia elétrica produzida dentro dos padrões exigidos pela rede elétrica. Uma transmissão hidrostática é capaz de solucionar este problema, pois possibilita desacoplar a velocidade do rotor da velocidade do gerador elétrico. Isto permite que o rotor opere com uma maior eficiência enquanto mantém a qualidade da energia fornecida pelo gerador. Outra implicação favorável à utilização de uma transmissão hidrostática é a possibilidade de instalar a maior parte dos componentes presentes em um aerogerador ao nível do solo. Isto reduz o peso da torre e da nacele do aerogerador, o que reduz as cargas dinâmicas sobre a estrutura da mesma, além dos custos de construção. Neste trabalho é apresentado um modelo computacional através do qual foi possível analisar as diversas características operacionais de tal sistema. Este trabalho pretende contribuir na área de projeto de sistemas de transmissão de potência para aerogeradores, proporcionando informações que permitam avaliar o desempenho da transmissão hidrostática e fornecer uma solução alternativa visando sua futura aplicação em aerogeradores de eixo horizontal.<br> / Abstract : The present dissertation presents a study on the design and the analysis of the behavior of a hydrostatic transmission to be incorporated into a horizontal axis wind turbine. In the pursuit for larger efficiency on wind energy extraction, wind turbines have seen a broad growth among different areas regarding its design and operation. Thus the growth in the overall efficiency of the wind turbine constitutes one of the most important requirements for the development of these machines. A hydrostatic transmission appears as a promising alternative for the transmission of the power extracted from the turbine#s rotor to the electric generator and for the regulation of the rotor speed. During the operation of horizontal axis wind turbines, the variation of the rotor speed allows for maximization of energy capture from the wind. On the other hand, synchronous electric generators require frequency converters to be able to operate with variable speed, causing a drop on the system´s overall efficiency. A way to get around this outcome consists of connecting the electric generator directly to the electrical grid, whereby the generator is required to continuously operate with synchronous speed in order to maintain the frequency of generated electric energy within the standards of the electrical grid. A hydrostatic transmission is able to solve this problem, because it allows the decoupling of the rotor speed from the electric generator speed. This enables the rotor to operate with a greater efficiency while maintaining the power quality supplied by the generator. Another favorable outcome from the use of a hydrostatic transmission is the possibility of installing most of the components of the wind turbine on the ground level. This reduces the weight of the tower and the nacelle of the wind turbine, which in turn reduces dynamic tensions over the wind turbine´s structure, along with construction costs. This dissertation presents a computational model through which it has been possible to analyze the various operational characteristics of the system. This study intends to contribute with the design of power transmission systems for wind turbines, providing information that allows for evaluation of the performance of the hydrostatic transmission and to present an alternative solution in order for future use in horizontal axis wind turbines.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T14:11:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197183.pdf: 1238559 bytes, checksum: 1d0695f4e7fe233b93091d119d5bbd23 (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma modelagem matemática mais completa para a descrição da vazão em válvulas direcionais proporcionais. O modelo matemático da vazão em uma válvula direcional proporcional é fundamental para o estudo dos sistemas hidráulicos, principalmente àqueles ligados ao controle de posição, força e velocidade de atuadores hidráulicos. Estas formas de controle são bastante empregadas na robótica, siderurgia, indústria, aviação, marinha entre outras. Atualmente, dispõe-se de modelos linearizados que incorporam os efeitos de vazamentos internos, mas não incluem o fator quadrático da pressão, o que traz resultados muito afastados da realidade quando a válvula opera distante do seu ponto central. Nos modelos não lineares, está presente o fator quadrático da pressão mas, por sua vez, não são contemplados os vazamentos internos das válvulas, provocando erros significativos quando o sistema hidráulico está sujeito a cargas maiores. O modelo não linear proposto no presente trabalho é baseado na composição da vazão nos diversos orifícios de controle da válvula, acrescentando os efeitos de vazamentos internos e, para a definição dos parâmetros presentes no modelo, são propostos procedimentos de teste e a correlação com os dados de catálogos técnicos. Assim sendo, apresenta-se uma modelagem matemática não linear mais completa e que permite uma representação mais aproximada dos fenômenos físicos nos projetos hidráulicos.