Modelagem e simulação de um sistema de detecção de falhas em válvulas distribuidoras

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Zanón, Pablo Sebastián
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/123181
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014.
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spelling Modelagem e simulação de um sistema de detecção de falhas em válvulas distribuidorasEngenharia mecânicaUsinas hidreletricasControle hidráulicoTurbinas hidraulicasDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014.As operações de diferentes processos técnicos, muitos deles complexos e com um elevado grau de automatização, precisam ser confiáveis e seguras. O contínuo e progressivo avanço tecnológico permitiu dar ferramentas para desenvolver sistemas de supervisão, que permitam monitorar os processos e gerenciar a manutenção preditiva, com detecção e diagnóstico de falhas. Na área da geração de energia elétrica isto fica mais que evidenciado. Ter disponibilidade de energia em qualidade e quantidade é um assunto vital. A matriz de geração elétrica no Brasil está constituída basicamente por usinas hidrelétricas. Um componente importante que participa nesta ação de geração é a válvula distribuidora. Ela tem a função de agir no sistema de regulação de velocidade da turbina hidráulica. O presente trabalho tem o intuito de aportar uma ferramenta e conhecimento, que possa ajudar a antecipar problemas futuros, mediante um sistema de detecção de falhas nas válvulas distribuidoras. Para isto é realizada uma modelagem da válvula utilizando parâmetros geométricos, e parâmetros descritivos do escoamento, os quais permitem analisar o comportamento interno e calcular as forças atuantes no carretel da válvula. É realizada uma construção dupla e em paralelo da modelagem, com o objetivo de representar e simular um sistema de detecção de falhas baseado no modo de "Parity Equation", onde um dos modelos representa a válvula em boas condições, e o segundo, perante a modificação dos valores dos parâmetros, representa a válvula em uma situação de falha. Mediante a variação de parâmetros geométricos são representados fenômenos de desgastes internos, como o aumento da folga entre camisa e carretel, e o arredondamento de cantos, em especial os envolvidos nas aberturas e fechamentos dos orifícios principais da válvula. Problemas relacionados com anormalidades na força de acionamento do carretel, como a perda da equalização das pressões no ressalto do carretel são representados por variações de fatores dinâmicos. Gerando diferentes modificações dos valores dos parâmetros, são obtidas distintas pressões de pilotagem do carretel, as quais são os valores de saída dos modelos. Com isto é possível realizar comparações e avaliar a influência que tiveram estas modificações no afastamento do comportamento característico ideal, da condição de válvula saudável.<br>Abstract : The operations of different technical processes, many of them complex and with a high degree of automation, need to be reliable and safe. The continuous and progressive technological advancement allowed providing tools for developing supervisory systems which enable monitoring the processes and manage predictive maintenance, with detection and diagnosis of faults. In the area of electricity generation that is more than evident. Having energy availability in quantity and quality is a vital subject. The array of power generation in Brazil is basically constituted by hydropower plants. A protagonist component that participates in this action of generation is the distributing valve. It has the function of acting in the speed regulation of hydraulic turbine system. The present work aims to contribute with a tool and knowledge that can help to anticipate future problems through a fault detection system in distributing valves. For this, a model of the valve using geometric parameters and descriptive parameters of the flow is developed, which allows to analyze the internal behavior and to calculate the forces acting on the valve spool. A double and parallel modeling of construction is done, with the aim of representing and simulating a fault detection system based on the mode of "Parity Equation", where one of the models is the valve in good condition, and the second, by changing the parameter values, represents the valve in a fault situation. The internal wear phenomena is represented by varying the geometric parameters, as being the increase of radial clearance between spool and sleeve, and rounding the angle of edges, in particular the involved edges that open and close the main valve orifices. Problems related to abnormalities in the operating force of the spool, as the lost equalization of pressures in the lands of the spool are represented by variations of dynamic factors. Generating different modifications of parameter values, different pilot pressures of the spool are obtained, which are the output values of the models. With this is possible to perform comparisons and to evaluate the influences that these changes had on the deviation from the ideal behavior characteristic of the healthy condition of the valve.De Negri, Victor JulianoUniversidade Federal de Santa CatarinaZanón, Pablo Sebastián2014-08-06T17:54:37Z2014-08-06T17:54:37Z2014info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis188 p.| il., grafs.application/pdf327168https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/123181porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2014-08-06T17:54:37Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/123181Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732014-08-06T17:54:37Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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