Mancais aerostáticos porosos fabricados em compósito cimentício reforçado com nanotubos de carbono

• Autor(a) principal: Leandro José da Silva
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A3QPE7
• topic: Compósitos cimentícios com nanotubos de carbono; Curvas de capacidade de carga; Mancais porosos; Compósitos cimentícios com micropartículas de sílica; Mancais; Nanotubos de carbono; Engenharia de produção

Os mancais aerostáticos são aqueles em que um filme fino de ar (gás) a alta pressão é utilizado para reduzir o contato direto entre duas superfícies com movimento relativo. A utilização de um material poroso como restritor de ar em mancais aerostáticos promove uma pressão de ar distribuída uniformemente em toda a superfície. A principal dificuldade no desenvolvimento de materiais porosos para tal finalidade está na adequada resistência e permeabilidade permitindo suportar elevada pressão de ar e escoamento do fluido. Os materiais porosos mais estudados para esta finalidade consistem em cerâmicas sinterizadas avançadas. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma bancada de testes para mancais aerostáticos porosos axiais que permita a avaliação do desempenho de materiais cimentícios como restritores de fluxo nestes mancais. Os testes de capacidade de carga do mancal com restritor cimentício reforçado com micropartículas angulares de sílica revelaram um comportamento operacional aceitável do mancal, além deste se tratar de um material de baixíssimo custo e de fácil fabricação em comparação às cerâmicas comumente utilizadas para o mesmo fim. Pastas de cimento Portland reforçadas com nanotubos de carbono foram também desenvolvidas neste trabalho e avaliadas como restritor poroso para mancais aerostáticos axiais. Um planejamento fatorial completo de experimentos e análise de variância foram utilizados na identificação dos efeitos da adição de superplastificante e da adição de nanotubos de carbono nas propriedades físico-mecânicas do material. A interação entre os fatores superplastificante e nanotubos de carbono exibiu efeito significativo sobre as variáreis respostas analisadas, exceto sobre o módulo de elasticidade estático. O aditivo superplastificante mostrou efeito benéfico na dispersão de nanotubos de carbono na matriz cimentícia. Os nanotubos de carbono promoveram aumento significativo na densidade volumétrica, resistência à compressão, módulo de elasticidade e permeabilidade ao axigênio da pasta cimentícia, ao passo que diminuiu sua porosidade aparente. Dentre as composições analisadas, a pasta cimentícia fabricada com 0,05% em peso de nanotubos de carbono e 0,4% em peso de superplastificante foi testada como restritor de ar no mancal aerostático axial desenvolvido neste trabalho. Entretanto, o material não apresentou permeabilidade adequada para mancais porosos de camada única e o ensaio experimental revelou, consequentemente, capacidade de carga nula do mancal com este restritor. Por outro lado, os materiais estudados neste trabalho são promissores para aplicação em mancais porosos de dupla camada.