Orientador: João Zangrandi Filho / Banca: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Messias Borges Silva / Resumo: A bomba de pistões axiais tipo swashplate é uma máquina relativamente nova nas aplicações industriais. Uma pesquisa para se obter informações de funcionamento dessa máquina revelou que pouco existe na literatura especializada, a menos de um trabalho de tese de doutorado apresentado na UNESP em 1993. Este trabalho desenvolve procedimento para o projeto de máquinas de pistões axiais e segue uma metodologia para se obter o desenho de conjunto, os detalhes, os ajustes e montagem desta máquina. Em seguida foi feito um estudo para proceder às etapas de usinagem desta máquina, utilizando máquinas convencionais e máquinas de controle numérico. O trabalho visa também fazer com que esta máquina funcione bombeando óleo. O objetivo é garantir com que o mecanismo funcione perfeitamente e não a pressões elevadas. / Abstract: The swashplate piston pump is relatively new in industrial applications. A literature research for obtaining the operation principles of such machines, revealed that little is published in the specialized literature but a work presented as a thesis research at UNESP in 1993. This work presents a procedure for the design of axial piston machines and a methodology in order for one to obtain the cutaway view, the detailed drawings, the fit process and how to assemble this machine. After a long discussion, a detailed process was accomplished in order to develop the machining phases, making use of conventional machines and CNC ones. The present work also declare how this machine will be running along the tests: a way that only the pumping action is required. At this point only the well running and not the pressure value is important. / Mestre

Para algumas categorias de produtos, insumos como embalagem podem ter um peso significativo na composição do custo do produto final. No caso de vários produtos embalados em frascos plásticos este é um cenário comum que tem como conseqüência uma exigência de aumento de desempenho das máquinas sopradoras que produzem tais frascos. Com o objetivo de cumprir tal exigência, este trabalho realiza uma análise do sistema hidráulico de uma sopradora para redução do tempo de posicionamento nos principais movimentos executados por alguns dispositivos vitais, os quais possuem comandos eletrohidráulicos de controle de posição e velocidade constituídos de válvulas hidráulicas de controle de vazão, válvulas direcionais proporcionais e atuadores lineares. A forma desta análise é conduzida inicialmente através da modelagem dos componentes hidráulicos envolvidos nos movimentos destes dispositivos e, posteriormente, de um ensaio através do registro das grandezas físicas de interesse como pressões e velocidades de posicionamento utilizando como bancada de testes uma sopradora existente. O desempenho atual do equipamento em questão, registrado através do ensaio, pode ser então comparado com os resultados obtidos na modelagem para uma análise final com o objetivo de tornar a sopradora mais rápida e produtiva além de validar o modelo estabelecido para a realização de projetos futuros. / Many times, for some products classes, inputs as packaging may have an expressive weight in the final product cost structure. In the case of products packaged into plastic containers, this is an usual scenario that has as result, the increase of performance requirements of the blow mold machines that produce such containers. A point to be studied in the blow mold machines to fulfill such requirement is an analysis of its hydraulic system in a way to reduce the positioning time in the most significant movements performed by its main devices. Such devices have electro-hydraulic position and speed controls composed by flow control and proportional valves and linear actuators. So, it is presented in this work the description of blow mold machine, modeling of hydraulic components involved with the main equipment\'s movements and an experience to record physical values as pressures and positioning speeds using an existent blow mold machine as testing bench. The tested registers can be confronted against the results obtained in the modeling analysis as a target to make the blow mold machine more productive besides of validate the model to the future projects.

Atualmente, os avanços tecnológicos, especialmente dos recursos computacionais, possibilitam a realização de cálculos cada vez mais complexos. Em função destes avanços, transitórios hidráulicos antes desprezados ou estimados de forma rudimentar já podem ser calculados, especialmente nos casos em que o comportamento dos transitórios é crítico. Assim, torna-se necessário o desenvolvimento de métodos de cálculo que permitam prever quantitativamente tais transitórios uma vez que não há solução analítica para este problema. Neste trabalho são estudadas as condições de contorno para a utilização do modelo rígido de coluna líquida e sua respectiva solução numérica para o cálculo de transitórios durante o enchimento de uma tabulação com ramificação. Os modelos matemáticos foram testados em laboratório sob diversas condições, comprovando a viabilidade da utilização das ferramentas teóricas e numéricas desenvolvidas. / Nowadays there have been many technological advances, especially related to computational resources, that make possible more complex and huge calculations. Due to these advances, the evaluation of hydraulics transients, which have been disregarded or roughly estimated, is allowed to be more precisely performed especially when transient phenomena have significant importance. Then, the development of calculating methods that evaluates these transients effects becomes necessary once the analitic solution to these problems does not exist. This work presents the study of the boundary conditions of the rigid model applied to the fluid column and its numeral solution in order to calculate the transient behavior during filling of pipeline with ramifications. The results of mathematical models were compared with those from laboratory experiments under several conditions proving the feasibility of theoretical and numeral models.

As aeronaves de pequeno e médio porte mais recentes seguem a tendência de incluir um sistema de geração hidráulica para proporcionar melhor qualidade de vôo, manobrabilidade em solo e desempenho. Este sistema tem características semelhantes às aeronaves de grande porte, incluindo a utilização de vários usuários tais como os comandos de vôo, trens de pouso, "steering", freios e reversos. Por ser um sistema que trabalha em alta pressão e em diversas condições de operação, o sistema hidráulico está sujeito a aquecimento, o que pode comprometer a integridade do sistema e sua segurança. Existem hoje poucas referências que tratam da modelagem da troca de calor e temperatura em de sistemas hidráulicos. Neste sentido, este trabalho apresenta uma abordagem para análise do desempenho térmico de um sistema hidráulico de uma aeronave por meio da ferramenta AMESim. Alguns componentes têm seus parâmetros mais impactantes identificados por meio de experimentos específicos. É analisado um cenário crítico para possibilitar a identificação dos limites do sistema e possíveis soluções para os problemas. Com base nesses dados é possível adiantar problemas de aquecimento em sistemas hidráulicos logo na sua concepção visando à segurança e confiabilidade do sistema.

Os projetos de redes hidráulicas dimensionam a capacidade de vazão e pressão para atender a uma demanda e prever a resistência necessária para garantir a estabilidade da instalação. Os esforços solicitantes não deverão ultrapassar as resistências estruturais, mantendo-se um coeficiente de segurança que garanta a estabilidade, mesmo nos casos de falhas operacionais. Deve-se proceder à simulação hidráulica tanto para o regime permanente quanto para o regime transitório. Na fase operacional haverão situações transitórias ocasionadas por manobras intencionais ou falhas não previstas que provocarão mudanças do regime permanente para o regime transitório, cuja variação de carga é diretamente proporcional à velocidade de propagação da onda ou celeridade e, dependendo da intensidade do transitório hidráulico, haverá a necessidade de instalar dispositivos de proteção de redes. A concepção dos dispositivos de proteção baseia-se na dissipação do fenômeno transitório por meios de descargas, amortecimento em câmaras de ar comprimido e por reservatórios intermediários que absorvem e suprem os picos de pressão e vazão no início da perturbação, de tal forma que a onda de pressão seja controlada. A celeridade, por sua vez, é função das características do meio fluido, do material da tubulação e da geometria. Ao provocar uma mudança na compressibilidade do meio fluido, tem-se redução no coeficiente de compressibilidade volumétrico da mistura fluida que vai ocasionar uma redução na velocidade de propagação da onda ou celeridade, amortecendo o impacto da variação de carga para níveis que possam ser absorvidos pela instalação. Esta dissertação aborda um dispositivo de redução da velocidade de propagação ou celeridade que pode ser usado como proteção de redes hidráulicas ou atenuador de celeridade, que junto com outros dispositivos e associados em série, distribuídos ao longo da tubulação, podem absorver os excessos de pressão e vazão gerados pelos transitórios e manter os esforços solicitantes inferiores à resistência oferecida pela instalação. / The projects of hydraulic networks define the capacity of outflow and pressure to meet a demand and to achieve the necessary resistance to guarantee the installation stability. The applied loading must not exceed structural resistance, there remaining a safety coefficient which guarantees the stability even in case of operational failure. The hydraulic simulation must be performed both for permanent and transitory regime. In the operational phase, there will be transitory situations caused by intentional maneuvers or unpredicted failures which will cause changes from permanent to transitory regime, with changes in load directly proportional to the propagation speed of the wave or celerity and, depending on the intensity of the hydraulic transient, it will be necessary to provide devices for the network protection. The conception of protection devices is based on the transient phenomena dissipation by means of discharges, shock absorption in air compressed chambers and though intermediate reservoirs, which absorb and supply the outflow and pressure peaks in the beginning of the disturbance. This dissertation approaches a device so that the pressure wave is controlled. The celerity, in its turn, is a function of the fluid characteristics, the network material and geometry. Provoking a change in the mean fluid compressibility there is a reduction in the volumetric compressibility coefficient and also in the specific mass of the mixture, which will cause a reduction in the speed of propagation of the wave or celerity, cushioning the impact of the pressure head variation to a level that can be absorbed by the installation. Therefore, the reduction in the speed of propagation or celerity canbe used is as a protection device for hydraulic nets, or celerity attenuation, which together with other devices, associated in series and distributed along the duct may absorb the excess of pressure and outflow generated by the transitory and keep the applied loading inferior to the resistance supplied by the installation.

Os projetos de redes hidráulicas dimensionam a capacidade de vazão e pressão para atender a uma demanda e prever a resistência necessária para garantir a estabilidade da instalação. Os esforços solicitantes não deverão ultrapassar as resistências estruturais, mantendo-se um coeficiente de segurança que garanta a estabilidade, mesmo nos casos de falhas operacionais. Deve-se proceder à simulação hidráulica tanto para o regime permanente quanto para o regime transitório. Na fase operacional haverão situações transitórias ocasionadas por manobras intencionais ou falhas não previstas que provocarão mudanças do regime permanente para o regime transitório, cuja variação de carga é diretamente proporcional à velocidade de propagação da onda ou celeridade e, dependendo da intensidade do transitório hidráulico, haverá a necessidade de instalar dispositivos de proteção de redes. A concepção dos dispositivos de proteção baseia-se na dissipação do fenômeno transitório por meios de descargas, amortecimento em câmaras de ar comprimido e por reservatórios intermediários que absorvem e suprem os picos de pressão e vazão no início da perturbação, de tal forma que a onda de pressão seja controlada. A celeridade, por sua vez, é função das características do meio fluido, do material da tubulação e da geometria. Ao provocar uma mudança na compressibilidade do meio fluido, tem-se redução no coeficiente de compressibilidade volumétrico da mistura fluida que vai ocasionar uma redução na velocidade de propagação da onda ou celeridade, amortecendo o impacto da variação de carga para níveis que possam ser absorvidos pela instalação. Esta dissertação aborda um dispositivo de redução da velocidade de propagação ou celeridade que pode ser usado como proteção de redes hidráulicas ou atenuador de celeridade, que junto com outros dispositivos e associados em série, distribuídos ao longo da tubulação, podem absorver os excessos de pressão e vazão gerados pelos transitórios e manter os esforços solicitantes inferiores à resistência oferecida pela instalação. / The projects of hydraulic networks define the capacity of outflow and pressure to meet a demand and to achieve the necessary resistance to guarantee the installation stability. The applied loading must not exceed structural resistance, there remaining a safety coefficient which guarantees the stability even in case of operational failure. The hydraulic simulation must be performed both for permanent and transitory regime. In the operational phase, there will be transitory situations caused by intentional maneuvers or unpredicted failures which will cause changes from permanent to transitory regime, with changes in load directly proportional to the propagation speed of the wave or celerity and, depending on the intensity of the hydraulic transient, it will be necessary to provide devices for the network protection. The conception of protection devices is based on the transient phenomena dissipation by means of discharges, shock absorption in air compressed chambers and though intermediate reservoirs, which absorb and supply the outflow and pressure peaks in the beginning of the disturbance. This dissertation approaches a device so that the pressure wave is controlled. The celerity, in its turn, is a function of the fluid characteristics, the network material and geometry. Provoking a change in the mean fluid compressibility there is a reduction in the volumetric compressibility coefficient and also in the specific mass of the mixture, which will cause a reduction in the speed of propagation of the wave or celerity, cushioning the impact of the pressure head variation to a level that can be absorbed by the installation. Therefore, the reduction in the speed of propagation or celerity canbe used is as a protection device for hydraulic nets, or celerity attenuation, which together with other devices, associated in series and distributed along the duct may absorb the excess of pressure and outflow generated by the transitory and keep the applied loading inferior to the resistance supplied by the installation.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor. / que se presentan entre los meses de enero y marzo, la laguna Yanacocha, ubicada en el distrito de Tinyahuarco, y asimismo, la represa existente no cuenta con un eficiente sistema de descarga de escurrimientos extraordinarios. El estudio comprende solo el diseño hidráulico de la componente aliviadero de demasías con poza disipadora, que permita solucionar el problema que puede originar que los caudales máximos extraordinarios puedan sobrepasar la corona de la presa, pudiendo ocasionar en el presente vaso por tratarse de presa de tierra, la falla de la estructura principal originando un riesgo de colapso. Además se deberá tener cuidado que la descarga del vertedor no socave el talón de aguas abajo del aliviadero, para esto se diseñara una poza disipadora de energía. Los beneficios del estudio es proporcionar seguridad a la presa de los escurrimientos extraordinarios que llegan al embalse. A su vez, brinda los conocimientos técnicos para la elaboración del diseño hidráulico del aliviadero de demasías con poza disipadora. / Trabajo de suficiencia profesional

A definição de desenvolvimento sustentável da World Commission on Environment and Devolopment aponta para um desenvolvimento econômico e social capaz de atender às necessidades desta geração, não comprometendo o atendimento das necessidades das gerações futuras. A gestão do uso da água, enquanto estratégia para preservação deste recurso, vem ao encontro do conceito de desenvolvimento sustentável, uma vez que pretende garantir que haja água disponível para as gerações futuras e que, sem este recurso, não há possibilidade de vida no planeta. Em relação a edifícios, a conservação da água pode ser alcançada através do emprego de práticas e de tecnologias que levem a uma utilização mais sustentável deste recurso, sem que haja interferência no conforto dos usuários. O presente trabalho pretende ser uma contribuição e um incentivo às práticas de conservação da água no ambiente construído, além de ser uma contribuição para a aplicação dos conceitos de sustentabilidade ambiental no projeto e execução de sistemas prediais hidráulicos e sanitários na construção civil brasileira. Para isso, detalha-se a maneira como alguns sistemas de avaliação de sustentabilidade ambiental de edifícios de escritórios avaliam itens relacionados aos sistemas prediais hidráulicos e sanitários e ao uso da água. O objetivo é aprofundar os critérios de avaliação de sustentabilidade ambiental dos sistemas prediais hidráulicos e do uso da água propostos para edifícios de escritório com base na documentação técnica e normalização brasileira consultadas. / The World Commission on Environment and Development definition for sustainable development points towards a social and economic development capable of taking care of the necessities of this generation without compromising the necessities of future generations. Water management creates strategies that secure the preservation of this resource and also fits the concept of sustainable development, since it intends to ensure the availability of water for generations to come and understands that without this resource there is no possibility of life on Earth. When it comes to buildings, water preservation is possible through the application of practices and technologies that will lead to a more sustainable use of this resource, without interfering on the daily activities of users and their needs and comfort. The purpose of this study is promoting actions regarding water preservation in buildings and contributing to the application of environmental sustainability concepts in hydraulic and sanitary systems on the Brazilian construction industry. For that reason it contains the details and the evaluation criteria on how some of the environmental assessment methods actually evaluate items that are related to hydraulic and sanitary systems and water usage. Therefore its main objective is to study the evaluation criteria for environmental sustainability on hydraulic and sanitary systems and water use for office buildings based on the consulted technical documentation and relevant Brazilian standards.

Uma das características dos transitórios hidráulicos é a presença de ar aprisionado durante a ocorrência do fenômeno. Se uma tabulação não estiver satisfatorimente projetada ou não for adequadamente cheia e purgada, grandes quantidades de ar poderão ficar aprisionadas. Caso esses bolsões se desloquem de um local para o outro, proporcionarão acelerações locais que resultam em altas velocidades e, subsequentemente, em altas pressões transitórias. As sobrepressões geradas podem ser de 2,2 vezes maiores que a pressão estática dos sistema, conforme verificou-se no estudo experimental. Dessa forma, há a necessidade do estabelecimento de metodologias de aplicação prática e segura (modelos rígido e elástico) que permitam estimar a magnitude das pressões transitórias, pois não há solução analítica para esse problema. No presente trabalho, apresentou-se uma adimensionalização do modelo elástico, com a incorporação de dois números adimensionais independentes (&#960 6 e &#960 7). No entanto, tais metodologias devem ser validas experimentalmente, haja visto que hipóteses simplificadoras de cálculo são necessárias para a modelagem matemática. O modelo rígido de coluna líquida variável (MCLV), além de fácil programação, é viável sem prejuízos nos resultados esperados . No estudo experimental foi também realizada uma análise de sensibilidade com relação aos fatores intervenientes no sistema hidráulico. / One of the reasons for the transient behavior is the presence of air confined during these alterations. When the pipes are not properly designed or if it is not completely full or air bleeding, large amounts of air may be confined in the system. Pockets of air can cause severe transient behavior if such pockets deslocate from one place to the other giving rise to local acceleration and consequently large velocities and pressures. The higher pressure may be of the order of 2,2 times the static pressure in the system, as it was confirmed by the experimental procedure. Thus, this paper considers pratical and safe procedure (rigid or elastic models) that permit calculation of transient pressures given that there is no analytical solution available. On the present study, it was presented a dimensionless form of the elastic model, with the incorporation of two aditional independent numbers (&#960 6 and &#960 7). Besides the easiness of programation, the rigid model of variable fluid column is viable without prejudice to the expected results. This study also conducts a sensitivity analysis on the various factors involved in the problem.

O estudo de sistemas mecânicos e hidráulicos foi desenvolvido para a execução da modelagem dinâmica de um servo-atuador hidromecânico de comando da superfície de controle de rolagem, aileron, da aeronave CJ1 desenvolvida durante a fase prática do Mestrado Profissionalizante da EMBRAER. Este trabalho aborda a modelagem e simulação de todos componentes internos do servo-atuador hidromecânico. Com esta modelagem podem-se fazer verificações de comportamento normal e comportamento anormal após a inserção de falhas nos componentes. Para tanto, fez-se uso de software compatível com os padrões EMBRAER, os quais são MatLab e Simulink. As simulações são quase todas não lineares e foram feitas utilizando tanto linguagem de programação quanto diagrama de blocos.