Otimização da estrutura de centrais frigoríficas pelo método de elementos finitos

• Autor(a) principal: Ornelas, Renato Miguel Mendes
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/20166
• topic: MEF; Elemento Finito; Central de Refrigeração; Estrutura; Análise Estática; CAD/CAE; FEM; Finite Element; Refrigeration System; Structure; Static Analysis

De forma a garantir que uma central de refrigeração opere com segurança e fiabilidade, a sua estrutura deve estar corretamente projetada para garantir que esta resiste aos esforços aplicados durante o seu funcionamento, como o peso dos componentes, as vibrações causadas pelos compressores e os esforços durante o seu levantamento no transporte. O Método dos Elementos Finitos (MEF), devido à sua versatilidade e acessibilidade, tem sido amplamente utilizado por projetistas, utilizando software comercial para estudar o comportamento de estruturas de geometria complexa, a problemas muito diversos. Nesta dissertação reuniu-se informações sobre o MEF e o funcionamento de centrais de refrigeração de CO2 a funcionar no regime transcrítico, com o intuito de dimensionar e otimizar as estruturas de duas centrais. Enquanto a primeira central já tinha uma estrutura, componentes e parâmetros de funcionamento definidos, a segunda estrutura foi construída do zero, sendo necessário um processo de seleção dos componentes em função das restrições geométricas impostas. Realizou-se os estudos dos casos de carga para a estrutura da central inicial, determinando-se a flecha máxima para o caso de carga habitual e casos de carga de transporte, 2,529 e 13,37 mm, respetivamente. As tensões máximas localizaram-se junto aos apoios e nas ligações aos olhais. Otimizou-se a estrutura inicial, levando a redução do peso em cerca de 32,7%. Nos estudos, obteve-se uma redução dos deslocamentos significativa para o caso de carga habitual, enquanto para os casos referentes ao transporte da central, esta redução foi mais ligeira. Analisando os estudos referentes à central transcrítica compacta, validou-se o design projetado, sendo o coeficiente de segurança igual a 2,99.