Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alves, Diogo Stuani, 1986-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634568
Resumo: Orientador: Katia Lucchesi Cavalca Dedini
id UNICAMP-30_a0d14f51e7ff165e902933b1c5dabda7
oai_identifier_str oai::1060421
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificadosRotating systems subjected to oil-film bearings nonlinearitiesRotores - DinâmicaMancaisAjuste de curvaRotors - DynamicsBearingsParameters - IdentificationCurve adjustmentEstimativa de parâmetroOrientador: Katia Lucchesi Cavalca DediniTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Máquinas rotativas estão presentes em diversos setores industriais e, principalmente, no setor energético. Dessa forma, um componente rotativo apoiado em mancais hidrodinâmicos e que transmite potência cria uma série de problemas característicos que são encontrados em diversas máquinas, sejam estas turbinas de pequeno ou grande porte, turbo-geradores, motores, compressores ou bombas. Então, modelos matemáticos representativos das causas e consequências desses problemas têm sido desenvolvidos para simular as condições de trabalho dos sistemas rotativos. Contudo, o estudo de rotores é frequentemente realizado levando-se em conta forças hidrodinâmicas linearizadas, embora os mancais possam apresentar comportamento altamente não linear, e mesmo agindo localmente podem alterar significativamente a dinâmica da máquina rotativa, interferindo na realização de procedimentos básicos, como por exemplo no balanceamento da máquina. Devido à necessidade de procedimentos numéricos para a solução da equação de Reynolds, a análise de rotores utilizando modelos não lineares de mancais acarreta em alto tempo computacional, uma vez que essa equação deve ser resolvida a cada instante de tempo. Sendo assim, esse trabalho propõe o estudo do comportamento de sistemas rotativos apoiados em mancais não lineares, sendo que para reduzir o custo computacional, é proposta a aproximação das forças hidrodinâmicas por uma expansão em série de Taylor de alta ordem. Por esse motivo, primeiramente, foram realizadas diversas simulações para verificar as situações nas quais o modelo linear não é mais válido, mostrando que em situações com altas forças de excitação o modelo não linear deve ser utilizado. Em seguida, foi realizada a análise do uso de coeficientes não lineares, obtidos a partir da expansão em série de Taylor, para representar o comportamento das forças hidrodinâmicas e da dinâmica do rotor, sob a influência de alta não linearidade, mostrando que essa abordagem consegue reproduzir de forma eficaz o comportamento dinâmico do sistema com menor custo computacional. Finalmente, foi proposta uma identificação de desbalanceamento, que não necessita de massas de triagem, para verificar a influência das não linearidades no balanceamento de rotores, mostrando que tal procedimento pode ser mais eficaz ao se considerar mancais não lineares. Ademais, testes experimentais foram realizados para validar os resultados numéricos obtidosAbstract: Rotating machines are present in several industrial sectors, mainly, in energy generation sector. In this way, a rotating component sustained by hydrodynamic bearings and transmitting power creates typical problems that are found in several machines, being that small or large turbines, turbo generators, motors, compressors or pumps. Therefore, representative mathematical models have been developed in order to simulate specific rotating systems working conditions. However, the study of rotors is frequently performed taking into account linearized hydrodynamic forces, although bearings may present highly nonlinear behavior. Despite this nonlinear force acts locally in the system, it can significantly change the rotating machine dynamics, interfering in basic procedures such as rotor balancing. Due to the necessity of numerical procedures for the Reynolds equation solution, rotors analysis using nonlinear bearings is extremely time consuming, since this equation must be solved at each time step. Thus, this work analyzes the behavior of rotating systems supported by nonlinear hydrodynamic bearings, and in order to reduce the computational cost, it is proposed a hydrodynamic forces approximation by a high order Taylor series expansion. For this reason, firstly, several simulations were performed in order to verify situations where the linear model is no longer valid. The results showed that the nonlinear model should be used in situations with high excitation forces. Then, the use of nonlinear coefficients, obtained from Taylor series expansion, to represent the hydrodynamic forces and rotor dynamics behavior, under influence of high nonlinearity, was analyzed. It was observed that this approach can effectively reproduce the system dynamic behavior with much lower processing time. Finally, an unbalance identification, without requirement of trial masses, has been proposed to verify the nonlinearities influence on rotor balancing, showing that this procedure can be more efficient when considering nonlinear bearings. In addition, the numerical results validation was performed through experimental testsDoutoradoMecânica dos Sólidos e Projeto MecânicoDoutor em Engenharia MecânicaCNPQ141083/2014-0CAPES[s.n.]Dedini, Katia Lucchesi Cavalca, 1963-Arruda, José Roberto de FrançaSerpa, Alberto LuizMelo, Gilberto Pechoto deCavalini Júnior, Aldemir AparecidoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAlves, Diogo Stuani, 1986-20182018-07-26T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (179 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634568ALVES, Diogo Stuani. Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados. 2018. 1 recurso online (179 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634568. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1060421Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-06-17T13:47:48Zoai::1060421Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-06-17T13:47:48Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados
Rotating systems subjected to oil-film bearings nonlinearities
title Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados
spellingShingle Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados
Alves, Diogo Stuani, 1986-
Rotores - Dinâmica
Mancais
Ajuste de curva
Rotors - Dynamics
Bearings
Parameters - Identification
Curve adjustment
Estimativa de parâmetro
title_short Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados
title_full Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados
title_fullStr Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados
title_full_unstemmed Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados
title_sort Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados
author Alves, Diogo Stuani, 1986-
author_facet Alves, Diogo Stuani, 1986-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Dedini, Katia Lucchesi Cavalca, 1963-
Arruda, José Roberto de França
Serpa, Alberto Luiz
Melo, Gilberto Pechoto de
Cavalini Júnior, Aldemir Aparecido
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Alves, Diogo Stuani, 1986-
dc.subject.por.fl_str_mv Rotores - Dinâmica
Mancais
Ajuste de curva
Rotors - Dynamics
Bearings
Parameters - Identification
Curve adjustment
Estimativa de parâmetro
topic Rotores - Dinâmica
Mancais
Ajuste de curva
Rotors - Dynamics
Bearings
Parameters - Identification
Curve adjustment
Estimativa de parâmetro
description Orientador: Katia Lucchesi Cavalca Dedini
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018
2018-07-26T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634568
ALVES, Diogo Stuani. Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados. 2018. 1 recurso online (179 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634568. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634568
identifier_str_mv ALVES, Diogo Stuani. Sistemas rotativos sujeitos às não linearidades de mancais lubrificados. 2018. 1 recurso online (179 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634568. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1060421
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (179 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189131438260224

Registros relacionados