Desenvolvimento de uma bancada de ensaio para medir a força de atrito no par pistão-cilindro em compressores alternativos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Batschauer, Alan
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/198655
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2018.
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spelling Desenvolvimento de uma bancada de ensaio para medir a força de atrito no par pistão-cilindro em compressores alternativosEngenharia mecânicaCompressores herméticosAtritoDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2018.Empresas interessadas em manter ou assumir uma posição de liderança devem investir para que seus produtos atendam às demandas do consumidor e à legislação vigente, porque somente os produtos mais eficientes e, consequentemente, menos agressivos ao meio-ambiente, sobrevivem no mercado. No que se refere ao segmento de refrigeração doméstica, o compressor é o principal componente e, portanto, alvo de constantes modificações para aumentar a sua eficiência. Uma das formas de aumentar a eficiência dos compressores é reduzir o atrito que se desenvolve entre os seus componentes, notadamente no par pistão-cilindro. Existem inúmeros trabalhos que investigam o atrito e a dissipação de potência decorrente por meio de métodos numéricos, buscando melhor compreende-los e as formas para reduzi-los. Porém, os métodos numéricos necessitam invariavelmente aplicar hipóteses simplificadoras em seus modelos devido à complexidade dos fenômenos físicos que afetam o atrito. Por outro lado, os métodos experimentais testam o compressor com as suas distorções e imperfeições características e, por isso, fornecem resultados mais representativos. Embora existam resultados numéricos do atrito e da dissipação de potência por atrito no par pistão-cilindro, não foram encontrados resultados experimentais. Os métodos experimentais encontrados na literatura fornecem somente um valor médio da dissipação de potência por atrito de todo o compressor. Frente ao exposto, nesta dissertação foi desenvolvida e avaliada experimentalmente uma bancada de ensaio para medir o atrito no par pistão-cilindro e a dissipação de potência por atrito em cada posição angular ao longo de um ciclo de compressão. Essas informações adicionais podem auxiliar estudos mais detalhados dos fatores que afetam o atrito no par pistão-cilindro, visando o aprimoramento do compressor. A arquitetura de hardware e software da bancada de ensaio foi apresentada e os resultados obtidos dessa bancada foram comparados com os resultados obtidos de outro método experimental, que foi adaptado para permitir essa comparação. Em toda a faixa de frequência rotacional analisada, os resultados de ambos os métodos concordaram entre si. Além disso, uma avaliação das incertezas de medição foi realizada, de modo a aumentar a confiabilidade dos resultados do presente trabalho.Abstract : Companies concerned with maintaining or assuming a leading position should invest in ensuring that their products meet consumer demands and legislation, because only the most efficient and therefore less environmentally aggressive products survive in the marketplace. As far as the domestic refrigeration segment is concerned, the compressor is the main component and therefore the target of constant modifications to increase its efficiency. One of the ways to increase the efficiency of compressors is to reduce the friction that develops between their components, notably in the piston-cylinder pair. There are countless works that investigate the friction and the dissipation of power derived by means of numerical methods, seeking to better understand friction and the ways to reduce it. However, numerical methods invariably need to apply simplifying hypotheses in their models because of the complexity of the physical phenomena that affect friction. On the other hand, the experimental methods test the compressor with its characteristic distortions and imperfections and, therefore, provide more representative results. Although there are numerical results of the friction and dissipation of frictional power in the piston-cylinder pair, no experimental results were found. The experimental methods found in the literature only provide an average value of the friction power dissipation of the entire compressor. Therefore, in this dissertation a test bench was developed and evaluated experimentally to measure friction in the piston-cylinder pair and the dissipation of power by friction in each angular position along a compression cycle. This additional information may support more detailed studies of the factors affecting friction in the piston-cylinder pair, in order to improve the compressor. The hardware and software architecture of the test bench was presented, and the results obtained from this bench were compared with the results obtained from another experimental method, which was adapted to allow this comparison. Throughout the rotational frequency range analyzed, the results of both methods agreed with each other. In addition, an evaluation of the measurement uncertainties was performed, in order to increase the reliability of the results of the present work.Flesch, Carlos AlbertoCervelin, Leonardo do NascimentoUniversidade Federal de Santa CatarinaBatschauer, Alan2019-07-25T11:56:35Z2019-07-25T11:56:35Z2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis142 p.| il., gráfs., tabs.application/pdf357017https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/198655porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-07-25T11:56:35Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/198655Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732019-07-25T11:56:35Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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