[pt] Neste trabalho, a interação fluido-estrutura é analisada em sistemas de tubulações transportando líquidos, considerando-se que o material dos tubos apresenta comportamento mecânico linear viscoelástico. São investigados, teoricamente, os efeitos do movimento da tubulação nas respostas transientes de pressão
no líquido e tensão na estrutura quando se induz, através do fechamento rápido de válvulas ou ação de uma força de impacto sobre a tubulação, um estado de desequilíbrio no sistema. Na análise, considera-se o processo de propagação de ondas nas paredes da tubulação em consequência de esforços hidrodinâmicos localizados, assim como devido ao efeito Poisson. As equações que descrevem a dinâmica do movimento do líquido e do tubo são acopladas e resolvidas numericamente através do método das características. Os resultados obtidos para alguns sistemas de tubulação são comparados com o caso em que o tubo exibe resposta elástica e com resultados experimentais disponíveis na literatura. Os resultados indicam que o movimento estrutural pode induzir pressões e tensões mais elevadas que aquelas previstas pela análise clássica não acoplada, particularmente no início do regime transiente, antes que a víscoelasticidade do material do tubo atenue as respostas do sistema. Contudo, o acréscimo observado nas pressões e tensões devido ao movimento estrutura não é tão significativo em tubulações viscoelásticas quanto em
elásticas. / [en] In the present work the fluid-structure interaction is analysed for compliant piping systems by assuming a linear viscoelastic behavior of the pipe material. The effects of pipe motion on transient responses of liquid pressure and pipe stresses are theoretically investigated when the system is disturbed in some fashion such as rapid valve closure and an external impact load. In this analysis it is considered the wave propagation process in the pipe wall due to localized hidrodynamics efforts and the Poisson effect. The set of equations describing the dynamics of the liquid and pipe wall are coupled and solved numerically by means of the method of characteristics. The results obtained for some piping systems are compared with those observed for elastic pipe material and with experiments available in the literature. The results indicate that the structural motion can produce pressures and stresses higher than those predicted by the classical, uncoupled, waterhammer analysis, particularly at the begining of the transient, before pipe material viscoelasticity damps the system responses. However, the increase observed on pressures and stresses due to structural motion is not as significant for a viscoelastic pipeline as it is for an elastic pipe.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:33257 |
| Date | 12 March 2018 |
| Creators | FELIPE BASTOS DE FREITAS RACHID |
| Contributors | SIDNEY STUCKENBRUCK, SIDNEY STUCKENBRUCK, SIDNEY STUCKENBRUCK |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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