[pt] Compressores de gás de grande porte são componentes fundamentais em plantas
industriais de refino de petróleo, atuando principalmente como agentes fornecedores de
energia mecânica aos processos químicos. Dentre os tipos de compressores, destacam-se
os alternativos. Devido a exigências de processo químico e arranjo industrial, é comum
a instalação desses equipamentos em estruturas aporticadas, fato que, associado às
características do movimento de suas partes mecânicas, não raramente as cargas
dinâmicas geradas provocam vibrações inadmissíveis. Neste trabalho é avaliado o
comportamento dinâmico de um sistema formado por uma estrutura aporticada, por
compressor alternativo, pela fundação em estacas e finalmente pelo próprio solo. O
estudo paramétrico realizado se desenvolve a partir de uma análise de modelos
simplificados massa-mola, de um modelo em elementos finitos e de medições de campo
visando a estabelecer intervalos de valores dos parâmetros do solo local dentro dos
quais se identifique as características da resposta dinâmica do sistema. São avaliados os
parâmetros coeficiente de mola (km) e a constante do coeficiente de reação horizontal
(nh) do solo natural típico da área abrangida pela refinaria REPAR, localizada no
município de Araucária, no estado do Paraná, solo esse pertencente à formação
geológica denominada Guabirotuba. A avaliação do comportamento dinâmico do
sistema através dos modelos desenvolvidos é balizada por valores de medição na
estrutura real de velocidades de vibração efetivas, obtidas por instrumentação. Os
parâmetros do solo são obtidos por retroanálise de resultados de ensaio de campo,
utilizando-se dois modelos amplamente utilizados nos escritórios de projeto: modelo
proposto por Miche (1932) e modelo proposto por Hetenyi (1946). O primeiro considera
que os parâmetros do solo variam com a profundidade, e o segundo os considera
constante com a profundidade. Busca-se avaliar também a influência de parâmetros do
solo obtidos através de ensaios de carregamento estático (ABNT NBR 12131, 2006) e
obtidos através de ensaios de carregamento estático cíclico, este último se propondo a
simular o efeito dinâmico sobre o solo. Finalmente, compara-se os resultados fornecidos pelos modelos simplificados e pelo modelo em elementos finitos em termos das
freqüências naturais de vibração. / [en] Gas compressors are key components of industrial plants in oil refining, mainly
acting as mechanical energy suppliers to chemical processes. Among the types of
compressors, the reciprocating ones is highlighted. Due to mandatory demands of
chemical process and industrial arrangement, it is common to install such equipment in
framed structures. This condition and the typical movement of mechanical parts of the
compressors generate dynamic loads which frequently causes unacceptable vibrations.
The aim of the present work is to evaluate the dynamic behavior of a system consisting
of a framed structure, a reciprocating compressor, foundation in piles and the soil itself.
For this purpose, parametric study is developed from simplified spring-mass models, a
finite element model and field measurements. The parametric study is aimed at establish
ranges of local soil parameters within which the dynamic behavior of a system can be
understood and measured. The parameters so-called spring stiffness (km) and the
constant coefficient of horizontal reaction (nh) of natural soil which typically occurs in
the area covered by the REPAR refinery, located in Araucaria, Paraná, are then
evaluated. This type of natural soils belongs to the geological formation called
Guabirotuba. The evaluation of the dynamic behavior of the system through the
developed models is benchmarked by field measurements of effective velocity of
vibration in the actual structure, obtained by instrumentation. The soil parameters are
obtained by back analysis of tests results by using two models widely used in design
offices: model proposed by Miche (1932) and model proposed by Hetenyi (1946). The
first one takes in account the variation of the soil parameters with depth, and the second
one considers soil parameters constant with depth. The aim is also to evaluate the
influence of the soil parameters obtained by static and cyclic horizontal loading tests,
the latter being proposed to simulate the dynamic effect on the soil. Finally, it is done
comparisons of the results provided by simplified models and the finite element model
in terms of natural frequencies of vibration.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:21832 |
| Date | 02 August 2013 |
| Creators | EDUARDO ARREGUY VIANA |
| Contributors | DEANE DE MESQUITA ROEHL |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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