Análise de efeitos de amortecimento e transientes do escoamento sobre a dinâmica de válvulas do tipo palheta de compressores

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Lohn, Sérgio Koerich
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Engenharia mecânica
Amortecimento (Mecânica)
Compressores
Válvulas
Método dos elementos finitos
Link de acesso: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/174423
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016.
id UFSC_4b4be55db08db0203a4bebe61ee60891
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/174423
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str
spelling Análise de efeitos de amortecimento e transientes do escoamento sobre a dinâmica de válvulas do tipo palheta de compressoresEngenharia mecânicaAmortecimento (Mecânica)CompressoresVálvulasMétodo dos elementos finitosDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016.Válvulas do tipo palheta são usadas em compressores de refrigeração para controlar a vazão de gás nos processos de sucção e descarga. A dinâmica dessas válvulas afeta a eficiência e a confiabilidade do compressor. O presente trabalho avaliou diferentes modelos para a previsão da dinâmica dessas válvulas, com especial interesse na previsão do impacto da válvula contra o assento e do refluxo de gás no seu fechamento. Inicialmente, um modelo de elementos finitos com elementos trapezoidais foi desenvolvido. Os resultados desse modelo se mostraram mais precisos do que os do modelo original, representado por um sistema massa-mola amortecido, sem aumento significativo do custo computacional. O novo modelo permite a previsão da tensão máxima de flexão da palheta durante o seu movimento de abertura e a velocidade de seu impacto contra o assento, dois parâmetros essenciais para avaliar a confiabilidade do compressor. Investigou-se também o fenômeno do amortecimento da dinâmica de válvulas de compressores, estimando-se coeficientes de amortecimento muito menores do que os comumente utilizados em simulações. Uma expressão foi desenvolvida para determinar o coeficiente de amortecimento decorrente das forças resistivas do fluido em contato com a palheta, as quais são bem mais influentes do que o amortecimento interno do material e o escorregamento no engaste da válvula. Apesar de ter um efeito pequeno sobre a eficiência do compressor e a tensão de flexão, os valores de amortecimento avaliados neste trabalho alteram em até 18% a velocidade de impacto da válvula. Mostrou-se também que a inclusão de efeitos de inércia do escoamento, na forma de um termo transiente no cálculo da área efetiva de escoamento de válvulas, pode alterar em até 100% a estimativa de refluxo de massa de fluido na válvula e em até 25% a velocidade de impacto prevista para a válvula. Finalmente, verificou-se que a área efetiva de força deve ser avaliada de forma distinta para as condições de fluxo normal e refluxo na válvula.<br>Abstract : Reed-type valves are used in refrigeration compressors to control the suction and discharge processes. The dynamics of these valves affects the efficiency and reliability of the compressor. This study assessed different models to predict the dynamics of such valves, with special interest in predicting the impact of the valve against the seat and backflow during its closure. Initially, a finite element model was developed with trapezoidal elements. The results of this model were more accurate than the original model, represented by a mass-spring-damper system, with no significant increase in computational cost. The new model allowed the prediction of maximum reed bending stress during its opening motion and the its impact velocity against the seat, two essential parameters concerning the compressor reliability. The work also addressed the damping of valve dynamics, quantifying this parameter under controlled conditions for clamping geometry, clamping force, gasket thickness and fluid around the valve. An expression was developed to determine the damping coefficient resulting from the resistive forces of the fluid in contact with the valve, which were much more influential than the damping of the material and clamping. Despite having a small effect on the compressor efficiency and bending stress, the damping values estimated in this work increased by 18% the valve impact velocity. It was also shown that flow inertia can change by up to 100% the estimated backflow in the valve and up to 25 % the valve impact velocity, and should be taken into account in relations for the effective flow area of the valve. Finally, it was found that the effective area of force must be evaluated separately for conditions of normal flow and backflow in the valve.Deschamps, César JoséUniversidade Federal de Santa CatarinaLohn, Sérgio Koerich2017-04-04T04:09:04Z2017-04-04T04:09:04Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis131 p.| il., grafs., tabs.application/pdf344640https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/174423porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-04-04T04:09:04Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/174423Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732017-04-04T04:09:04Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise de efeitos de amortecimento e transientes do escoamento sobre a dinâmica de válvulas do tipo palheta de compressores
title Análise de efeitos de amortecimento e transientes do escoamento sobre a dinâmica de válvulas do tipo palheta de compressores
spellingShingle Análise de efeitos de amortecimento e transientes do escoamento sobre a dinâmica de válvulas do tipo palheta de compressores
Lohn, Sérgio Koerich
Engenharia mecânica
Amortecimento (Mecânica)
Compressores
Válvulas
Método dos elementos finitos
title_short Análise de efeitos de amortecimento e transientes do escoamento sobre a dinâmica de válvulas do tipo palheta de compressores
title_full Análise de efeitos de amortecimento e transientes do escoamento sobre a dinâmica de válvulas do tipo palheta de compressores
title_fullStr Análise de efeitos de amortecimento e transientes do escoamento sobre a dinâmica de válvulas do tipo palheta de compressores
title_full_unstemmed Análise de efeitos de amortecimento e transientes do escoamento sobre a dinâmica de válvulas do tipo palheta de compressores
title_sort Análise de efeitos de amortecimento e transientes do escoamento sobre a dinâmica de válvulas do tipo palheta de compressores
author Lohn, Sérgio Koerich
author_facet Lohn, Sérgio Koerich
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Deschamps, César José
Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Lohn, Sérgio Koerich
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia mecânica
Amortecimento (Mecânica)
Compressores
Válvulas
Método dos elementos finitos
topic Engenharia mecânica
Amortecimento (Mecânica)
Compressores
Válvulas
Método dos elementos finitos
description Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016
2017-04-04T04:09:04Z
2017-04-04T04:09:04Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv 344640
https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/174423
identifier_str_mv 344640
url https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/174423
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 131 p.| il., grafs., tabs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1785187901912383488

Registros relacionados