4098 research outputs found
Sort by
Desenvolvimento de carregador rápido para veículos elétricos
Get PDFThe increase in the combustion of fossil fuels to meet the growing demand for energy
is one of the main causes for the increase in the concentration of carbon dioxide (CO2)
in the atmosphere. In an attempt to slow this growing environmental pollution, the vast
majority of the world’s nations have committed to reduce emissions of CO2 and other
greenhouse gases. With this in mind, the transition from combustion vehicles to electric
vehicles (EVs) is seen by many authors as one of the most promising developments for
reducing greenhouse gas emissions and improving air quality. However, the biggest obstacle
to the popularization of this type of vehicle is the time needed to recharge its batteries,
during a trip for example. Having said all these paradigms, this dissertation presents the
development of a three-phase fast charger for electric vehicle batteries. Nominally this
charger is designed to deliver up to 50 [kW] and 100 [A] nominal to the battery. The first
charging stage consists of an AC/DC converter coupled to an LCL filter and connected to
the power grid at 220 [V] Phase-Phase. The second stage consists of a DC/DC interleaved
converter, which is connected to the DC bus at 500 [V]. The charger is coupled to the
battery in order to validate charging through the CC-CV method (Constant Current -
Constant Voltage). The operation of the converter and its control technique are validated
through simulations in the Matlab software, using the Simulink tool. Then, the charger
is built using the AC/DC first stage and its operation is demonstrated using a bank of
batteries. The control strategy is implemented in the DSP TMS320F28379D from Texas
Instruments, using the software Code Composer. Satisfactory results were obtained in the
battery charging control although the practical implementation is done on a small scale,
the control system can be easily used at higher powers, just with adjustments in the control
gains. The importance of compensating the dead-times that appear in the practical part is
highlighted.O aumento da combustão de combustíveis fósseis para atender à crescente demanda de
energia é uma das principais causas para o aumento da concentração de dióxido de carbono
(CO2) na atmosfera. Em uma tentativa de frear esta crescente poluição ambiental,
a grande maioria das nações mundiais se comprometeu a reduzir as emissões de CO2 e
outros gases de efeito estufa. Tendo isto em vista, a transição dos veículos a combustão
para os elétricos (EVs) é vista por muitos autores como uma das evoluções mais promissoras
para se reduzir as emissões de gases de efeito estufa e melhorar a qualidade do
ar. No entanto o grande empecilho para a popularização deste tipo de veículo é o tempo
necessário para recarregar suas baterias, durante uma viagem por exemplo. Dito todos
estes paradigmas, esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um carregador rápido
trifásico para bateria de veículos elétricos. Nominalmente este carregador é projetado para
fornecer até 50 [kW] e 100 [A] nominal para a bateria. O primeiro estágio de carregamento
consiste em um conversor CA/CC acoplado a um filtro LCL e conectado à rede elétrica
em 220 [V] Fase-Fase. O segundo estágio é composto por um conversor CC/CC interleaved,
este é conectado ao barramento CC em 500 [V]. O carregador é acoplado à bateria
afim de validar o carregamento por meio do método de CC-CV (Corrente Constante -
Tensão Constante). A operação do conversor e sua técnica de controle são validadas por
meio de simulações no software Matlab, por meio da ferramenta Simulink. Em seguida,
o carregador é construído utilizando o primeiro estágio CA/CC e seu funcionamento é
demonstrado utilizando um banco de baterias. A estratégia de controle é implementada
no DSP TMS320F28379D da Texas Instruments, por meio do software Code Composer.
Foram obtidos resultados satisfatórios no controle de carregamento das baterias e, apesar
de a implementação prática ser feita em escala reduzida, o sistema de controle pode ser
facilmente utilizado em potências maiores, apenas com ajustes nos ganhos do controle.
Destaca-se a importância de compensação dos dead-times que aparecem na parte prática
Fibras poliméricas e suas associações com ciclodextrina para a liberação controlada do antimicrobiano sulfadiazina de sódio
Get PDFpolymeric membranes were found to be non-toxic. In the scratch test, the results showed that systems containing the supramolecular systems SDS/HPβCD particularly accelerated the cell proliferation process compared to the free polymer or SDS-only loaded systems. The membrane that yielded the best results was the PLGA SDS/HPβCD membrane. In the antimicrobial assays, once again, the PLGA SDS/HPβCD membrane showed lower microbial load values and a larger inhibition zone.No presente trabalho é documentada a obtenção de matrizes poliméricas de poli-ε-caprolactona (PCL), polimetilmetacrilato (PMMA) e poli (ácido láctico-co- ácido glicólico) (PLGA), polímeros biocompatíveis que já são comumente utilizados em sistemas médicos. A esses polímeros foram adicionadas substâncias como o fármaco anti-inflamatório e antibacteriano sulfadiazina de sódio (SDS) e o composto supramolecular formado pelo fármaco e pela hidroxipropil-β-ciclodextrina (HPCD), com a finalidade de montagem de um sistema de liberação de fármaco via transdérmica. A técnica utilizada para obtenção destas membranas poliméricas foi a eletrofiação, sendo a formação das fibras e suas características morfológicas observadas previamente por microscopia ótica. Em seguida a formação das fibras poliméricas e suas distribuições de diâmetro médio avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As características de hidrofobia e hidrofilia dos materiais foram caracterizadas pela técnica de medida de ângulo de contato da água com a superfície dos materiais, bem como pelas análises de permeabilidade ao vapor de água. Previamente ao teste de liberação, extrações foram feitas a fim de quantificar a presença do fármaco nas membranas poliméricas. Após feita a quantificação foram realizados testes de liberação para descobrir o perfil de liberação que é associado a esse material e se a quantidade liberada durante o período de teste será efetiva para o objetivo principal que é a obtenção de uma matriz polimérica para liberação transdérmica. Posteriormente a isso foram feitas avaliações de viabilidade celular, a fim de constatar a possível toxicidade do material. Também foi realizado o teste de ranhura (wound healing), que simula o processo de cicatrização através da proliferação dos fibroblastos. Outra análise biológica realizada foi o ensaio de atividade antibacteriana, para mensurar a capacidade do material em reduzir a carga microbiana das bactérias Staphylococcus aureus e Escherichia coli. A caracterização por MEV, demonstrou que as fibras obtidas estão com diâmetros em escala nanométrica e micrométrica e as análises de ângulo de contato indicaram que as fibras de PCL e PMMA, mesmo com a presença de moléculas hidrofílicas, como o fármaco e a HPCD, apresentaram caráter hidrofóbico, enquanto as fibras de PLGA apresentaram caráter hidrofílico, tanto para as fibras do polímero quanto quando adicionadas as moléculas supracitadas. As quantificações das extrações, apresentaram um erro que pode ser atribuído a questões experimentais ou a não uniformidade de distribuição do fármaco pela membrana. Os valores de liberação demonstraram que as fibras de PLGA E PMMA são
promissoras para ser utilizadas, pois apresentaram perfis que demonstram ser promissores. O teste de viabilidade celular demonstrou que todas as membranas poliméricas foram consideradas não tóxicas. No teste de ranhura, os resultados demonstram que os sistemas que contêm especialmente os sistemas supramoleculares SDS/HPβCD, aceleram o processo de proliferação celular, quando comparados ao polímero livre ou carregado somente com SDS. A membrana que apresentou melhores resultados foi a de PLGA SDS/HPβCD. Nos ensaios antimicrobianos novamente a membrana PLGA SDS/HPβCD foi a que apresentou menores valores de carga microbiana e maior valor de halo de inibição
Democracia, participação popular e desenvolvimento: os mandatos coletivos nas câmaras municipais
Get PDFThis study focuses on the dynamics between popular participation in politics within
institutional spaces, specifically in the performance of collective mandates and their
working methods in Municipal Chambers. The relationship between these groups and
the adoption of their own strategies to propose greater citizen participation in the
process of public policy debate and formulation in municipalities was evaluated
based on the participating mandates. The objective was to assess whether the
actions of Collective Mandates from different locations work to expand popular
participation through Municipal Chambers, examining whether there are specific
strategies and methods to enhance dialogue between the government and organized
civil society. The research justification lies in the need to advance studies on
collective mandates beyond the electoral period, not only mapping their composition
and the legal aspects of their performance but primarily analyzing their dynamics and
articulation after being elected. Through the “Collective Subject Discourse” method, it
was observed that Collective Mandates not only assess popular participation as a
central element for exercising citizenship but also seek to reclaim existing spaces for
participation. These groups also develop and propose other methods to enhance
dialogue between institutional politics and the population, beyond the tools already
provided for in the regulations of Municipal Chambers. This research stems from
discussions and debates conducted within the interdisciplinary Graduate Program in
Development, Technologies, and Societies - PPG-DtecS at the Federal University of
Itajubá.Este estudo tem como tema central a dinâmica entre a participação popular na
política nos espaços institucionais, com foco na atuação dos mandatos coletivos e
seus métodos de trabalho em Câmaras Municipais. Através dos mandatos
participantes, foi avaliada a relação entre esses grupos e a adoção de estratégias
próprias para propor uma maior participação dos cidadãos no processo de debate e
formulação das políticas públicas nos municípios. O objetivo foi avaliar se a atuação
dos Mandatos Coletivos de diferentes localidades age de forma a ampliar a
participação popular através das Câmaras Municipais, verificando se há estratégias
e métodos específicos para ampliar o diálogo entre o poder público e a sociedade
civil organizada. A justificativa da pesquisa consiste na necessidade de se avançar
os estudos acerca dos mandatos coletivos após o momento do pleito eleitoral, não
somente no mapeamento de composição e de debate acerca dos aspectos legais de
sua atuação, mas sobretudo analisando sua dinâmica e articulação após serem
eleitos. Através do método de Discurso do Sujeito Coletivo verificou-se que os
Mandatos Coletivos não só avaliam a participação popular como elemento central
para exercício da cidadania, mas também buscam reocupar espaços de participação
existentes. Esses grupos também apresentam outros métodos próprios para ampliar
o diálogo entre política institucional e população, para além das ferramentas já
previstas nos regimentos das Câmaras Municipais. Essa pesquisa parte de
discussões e debates realizados dentro do Programa de Pós-Graduação em
Desenvolvimento, Tecnologias e Sociedades – PPG-DtecS da Universidade Federal
de Itajubá, de base interdisciplinar e inserida na linha de pesquisa de
“Desenvolvimento e Sociedade”
Consideração de técnicas de otimização aplicadas ao problema de colapso de tensão
Get PDFThis thesis studies three topics related to voltage collapse: Load margin increase,
load shedding and sensitivity analysis. For each study, optimization techniques are employed.
For load margin increase, a new strategy to avoid voltage collapse is proposed.
With the help of interior points-based optimization algorithms, some control actions are
proposed in order to minimize the voltage collapse symptoms. Even though an operating
point close to voltage collapse is associated with high system loss, the literature shows
that minimizing the loss may not enlarge the system margin. Rather than that, this work
proposes to reduce the system loss and maximize the voltage level in a certain area of
interest, yielding a better load margin with no risk of over excitation.
The second part of the work is related to load shedding analysis. The literature
shows that optimization techniques provide the best results for this purpose. On the other
hand, such methods are time consuming. As a consequence of that, this thesis works on
three different methodologies for load shedding analysis. The first one is based on the
direct method, widely spread in the literature for load margin calculation, but not usually
applied for load shedding studies. The second approach is based on interior points
method. For this, a Lagrangian function is created using only the objective function and
the active and reactive power equations.
Finally, the problem of topological changes is addressed. When it comes to topological
changes, the problem of building new transmission lines, construction of new plants
or capacitor shunt installation are very expensive. It drives one to be careful about the
planning actions recommended. For this, these actions need to be exhaustively studied.
With this purpose, this thesis presents a methodology based on optimization theory. Such
a methodology employs the Lagrange multipliers, obtained by a interior points algorithm,
as an index which identifies effectively the best control actions to be taken in order to
achieve a goal.Este trabalho aborda três temas relacionados à estabilidade de tensão: Aumento
da Margem de Carga, Corte de Carga e análise de sensibilidade. Para cada um destes
estudos, técnicas de otimização são empregadas.
Para o aumento da margem de carga, uma nova estratégia para evitar o problema
de Colapso de Tensão é apresentada. Através de algoritmos de otimização baseados
em pontos interiores, foram propostas ações de controle para atuar nos sintomas
de colapso de tensão. Apesar de um ponto próximo à bifurcação apresentar altas perdas
elétricas e um baixo perfil de tensão, a literatura mostra que a redução total das perdas
visando o aumento do ponto máximo de carregamento pode ter conseqüências indesejadas.
Em vez disso esse trabalho propõe que ações de controle visando a redução de
perdas e a melhoria do perfil de tensão sejam executadas apenas localmente, evitando
assim, o risco de sobre compensação.
A segunda parte do trabalho analisa o problema de corte de carga. A literatura
indica os métodos de otimização como as melhores ferramentas de análise para corte de
carga. Porém, estes métodos são computacionalmente onerosos. Desta forma, este
trabalho apresenta três novas metodologias para se realizar o estudo de corte de carga.
A primeira é baseada no método direto, que apesar de muito utilizado para a determinação
do ponto máximo de carregamento, não se tem o conhecimento de que esse método
já tenha sido utilizado para a realização de corte de carga. O segundo é baseado nos
métodos de otimização de pontos interiores, onde uma função de Lagrange é montada
utilizando-se apenas a função objetivo e as equações de fluxo de potência ativa e reativa.
Finalizando, o problema de análise de sensibilidade à mudanças topológicas é analisado.
A construção de novas linhas de transmissão, a repotencialização de unidades
geradoras ou a instalação de bancos de capacitores em um sistema elétrico requer um
alto investimento. Isso faz com que ações de planejamento devam ser cuidadosamente
analisadas. Para tanto este trabalho apresenta uma metodologia baseada nos fundamentos
da otimização. Tal metodologia utiliza os multiplicadores de Lagrange, obtidos através
de um algoritmo de pontos interiores, como um índice que determina com precisão quais
as melhores ações de planejamento que devem ser realizadas para obter um objetivo
desejado
Simulação numérica do escoamento ao redor de um corpo de forma arbitrária, estacionado nas imediações de uma superfície plana, com o emprego do método de vórtices
Get PDFThe aim of this work is to simulate numerically the two-dimensional, incompressible,
unsteady flow around a body of arbitrary shape in the presence of a ground plane. The fluid is
Newtonian, with constant properties. This problem can be considered as a preliminary study
to analyze the global flow that develops in turbomachines due the rotor/volute interference.
As an initial approximation, the rotor motion inside the volute can be interpreted as the
motion of an airfoil in the vicinity of a ground plane. A new methodology using the discrete
vortex method is presented, being possible to analyze the effects of the interaction of the
airfoil and the ground-plane wakes. The airfoil surface is simulated by straight-line panels,
with constant-strength vortex distribution. The vorticity generated on the airfoil and ground
plane surfaces is replaced by Lamb vortices located near the surfaces. The wake dynamics is
computed using the convection-diffusion splitting algorithm, where the convection process is
carried out with a lagrangian second order time marching scheme (Adams-Bashforth scheme),
and the diffusion process is simulated using the random walk method. The physical
characteristics of the airfoil and ground-plane wake interaction are identified and analyzed;
results for the aerodynamics loads are presented and comparisons are made with other results
available in the literature.Este trabalho têm como objetivo analisar o escoamento, não permanente, de um fluido
newtoniano em torno de um corpo de forma arbitrária, disposto nas proximidades de uma
superfície plana. Este problema mais simples pode ser associado a uma primeira etapa da
solução do escoamento global desenvolvido no interior das Máquinas de Fluxo, onde um rotor
se desloca em relação à carcaça (voluta). O movimento do rotor dentro da voluta pode ser, em
primeira instância, interpretado como o movimento de um aerofólio nas proximidades de uma
superfície sólida. Neste trabalho, utiliza-se uma nova metodologia, que emprega o Método de
Vórtices, para a análise do problema. Esta metodologia considera os efeitos da viscosidade e,
como conseqüência, a dinâmica da vorticidade gerada na superfície do aerofólio e do solo,
tornando possível a análise da intensa interação presente na esteira assim formada. A
superfície do aerofólio é simulada por painéis planos sobre os quais se distribui vorticidade de
densidade constante. Para viabilizar o tratamento numérico, a vorticidade, gerada nas
vizinhanças do aerofólio e do solo, é discretizada com a utilização de vórtices de Lamb; este
vórtice possui um núcleo, de raio σo, no interior do qual a vorticidade é distribuída segundo
uma distribuição gaussiana . Um esquema puramente lagrangiano é adotado para simular a
convecção destes vórtices. O processo de difusão é simulado usando o Método de Difusão
Randômica. Os resultados das simulações numéricas permitem a identificação e análise dos
mecanismos presentes, tal como o efeito cinemático, associado à aceleração do fluido em
função da restrição ao escoamento e que atua no sentido de diminuir a sustentação, como
também o efeito associado ao deslocamento do ponto de estagnação e que atua no sentido de
aumentar a sustentação. O “efeito solo” resultante se dá no sentido do efeito predominante. As
cargas aerodinâmicas são calculadas e comparadas com dados disponíveis na literatura
Otimização geométrica do rotor Wells aplicado em usinas de coluna de água oscilante
Get PDFrotor with 8 blades formed by NACA 0015 airfoils of constant chord length is carried out.
The results obtained for the turbine performance characteristics (torque coefficient, total pressure
drop coefficient across the turbine and efficiency) are compared to experimental and numerical
values available in the literature.
In order to carry out the numerical simulations of steady state flow in the Wells turbine
rotor, a periodic hydraulic channel and a single computational domain were used. An unstructured
mesh was employed, with prismatic layers close to the rotor blade surface. The k-ε
Realizable turbulence model was used with improved wall treatment. For the pressurevelocity
coupling, the SIMPLEC method and second-order discretization and interpolation
schemes were used.
In a second approach, an optimization methodology for maximizing the torque coefficient
and the rotor efficiency of the Wells turbine is presented. The optimization process consisted
of generating a DOE (Design of Experiments) experiment plan, where the profiles
chord length and blade thickness were defined as geometric design variables, both parameterized
and referring to the average height and tip of the blade. After carrying out numerical
simulations of the flow at all points of the DOE, a statistical analysis was applied to the results
obtained, verifying that the thickness of the blade does not statistically have a significant
influence on the aerodynamic performance of the Wells turbine rotor.
The results obtained provided two optimal geometries for the Wells turbine rotor, the
first geometry (Optimized A) presented a maximum gain of 31.11% for the torque coefficient
and 13.59% for maximum efficiency. The second geometry (Optimized B) showed a gain of
20.18% for maximum efficiency and a reduction of 5.44% for maximum torque coefficient.Em uma primeira abordagem, é realizada a validação da simulação numérica (DFC)
deum rotor de turbina Wells de8 pás formadas, por perfis aerodinâmicos NACA 0015 de
comprimento da corda constante. Os resultados obtidos para as características de desempenho
da turbina (coeficiente de torque, coeficiente de queda de pressão total e eficiência) são comparados
aos valores experimentais e numéricos disponíveis na literatura.
Para a realização das simulações numéricas do escoamento em regime permanente no
rotor da turbina Wells, foi utilizado um canal hidráulico periódico e um único domínio computacional.
Malha não estruturada foi empregada, com camadas prismáticas nas proximidades
da superfície pá do rotor. O modelo de turbulência − Realizable foi utilizado com tratamento
de parede aprimorado. Para o acoplamento pressão-velocidade foi utilizado o método
SIMPLEC e esquemas de discretização e interpolação de segunda ordem.
Em uma segunda abordagem, é apresentada uma metodologia de otimização para maximização
do coeficiente de torque e da eficiência do rotor da turbina Wells. O processo de
otimização consistiu na geração de um plano de experimentos DOE (Design of Experiments),
onde foram definidas como variáveis geométricas de projeto o comprimento da corda e a espessura
da pá, ambas parametrizadas e referentes à altura média e ao topo da pá. Após a realização
das simulações numéricas do escoamento em todos os pontos do DOE, foi aplicada uma
análise estatística aos resultados obtidos, verificando-se que a espessura da pá estatisticamente
não tem influência significativa sobre o desempenho aerodinâmico do rotor da turbina Wells.
Os resultados obtidos forneceram duas geometrias ótimas para o rotor da turbina
Wells, sendo que a primeira (Otimizado A) apresentou um ganho máximo de31,11% para o
coeficiente de torque e de 13,59% para a máxima eficiência. A segunda geometria (Otimizado
B) apresentou um ganho de 20,18% para a máxima eficiência e uma redução de 5,44% para o
máximo coeficiente de torque
Um sistema de admissão acadêmica para uma universidade
No full textThe most relevant factor in the modern education system is the human being. For this
reason, universities should be kept very well organized and prepared to meet the recent
education changes. Moreover, an incessant concern with the improvement of the quality of
their services is mandatory.
The process of candidates' admission (which involves a considerable amount of
data) and the management of information related to academic issues calls for a very reliable
tool in order to keep that database as organized and updated as possible. Universitas (a private
university in Itajubá) can be quoted as an institution that experiences several problems related
to the process of admission due to the fact that its process still depends on some hand-made
procedures. Therefore, the main goal of this work is to develop a computational tool that
automates the whole process of admission.
The software package was developed based on concepts of academic
administration, software engineering, object-oriented techniques and Unified Modeling
Language - UML. It has been installed and tested at Universitas. Its evaluation process and the
main conclusions of this work can be found herein.
KeywordsO fator mais relevante no sistema educacional moderno é o ser humano. Por essa
razão, as universidades precisam dinamizar-se e devem estar preparadas para atender à
urgência das necessidades educacionais, além de ter como premissa o aprimoramento
constante do corpo docente e a preocupação com o produto final - o conhecimento que
ministra.
O processo de admissão dos candidatos e a gerência das informações constantes
da vida acadêmica requerem uma dinâmica na manipulação e organização de informações. O
Centro Universitário de Itajubá - Universitas pode ser citado como uma instituição que passa
por problemas diversos iniciados com o processo seletivo não devidamente informatizado. É
nesse contexto que se insere esse trabalho cuja proposta é desenvolver uma ferramenta
computacional que possibilite o controle de todas as atividades do processo seletivo com o
objetivo de torná-lo mais ágil e flexível. Isso implicará na melhoria das condições de trabalho,
com repercussão positiva para a instituição e para a população de usuários.
O modelo de sistema abordado neste documento foi desenvolvido tendo por base
conceitos de gestão acadêmica, engenharia de software, técnicas de orientação a objeto e
Metodologia Unified Modeling Language - UML. O sistema foi implantado e testado no
Universitas. Os testes, resultados e as principais conclusões desse trabalho são apresentados
Estudo comparativo de resultados de tensão residual e da variação das respostas dinâmicas de chapas soldadas por método de elementos finitos
Get PDFWelding processes may cause undesirable residual stresses and their detection is possible using
different methods. Some residual stress detection methods or techniques are destructive or semidestructive,
therefore not always applicable. Some methods are non-destructive, such as X-ray
diffraction, neutron diffraction, and ultrasound. However, they are complex and high cost. One
possible non-destructive method to detect welding residual stresses, lower cost than the current
techniques, is being studied by some researchers. This method is based in the phenomenon
which a structure natural frequencies vary when welding residual stress is applied. It consists
in measuring the structure natural frequencies after welding, and comparing them to natural
frequency values considered ideal values. These ideal values are obtained from finite element
method simulation. However, the welding process simulation is not trivial; it implies at least
four finite element analysis which can be executed in different manners. Different researchers
have been developing studies with different types of structures, materials and results. The aim
of this study is to analyze which parameters can improve Finite Element Method (FEM) model
performance for obtaining simulation results closer to experiments. In this study, five models
were developed and validated with experimental studies. It was observed that models using
2D shell elements generate better results than models using 3D solid elements. In addition,
it was observed that the symmetry technique which can be used in plate simulations leads to
significant lower computational times, but affect modal results and, in addition, do not generate
natural frequency values for all vibrational modes; therefore, the symmetry technique should
be avoided in this type of analysis. The birth and death technique, which simulates filler metal
deposition, was also analyzed and it was concluded that this technique has small effect in the
results. Finally, this work proposes an interpolation technique for the natural frequency values
to evaluate the modal results variation due to welding residual stresses.Processos de soldagem geram tensões residuais muitas vezes indesejadas. A detecção de tais
tensões pode ser realizada por diferentes métodos. Alguns destes métodos são destrutivos ou
semi-destrutivos e, portanto, nem sempre viáveis. Já os métodos não destrutivos, como detecção
por raios-X, difração de nêutrons e ultrassom, são complexos e de alto custo. Uma técnica
para se detectar tensões residuais de soldagem de forma não destrutiva e a menor custo que as
existentes vem sendo estudada por alguns autores e é baseada no fenômeno o qual as frequências
naturais de uma estrutura são alteradas pelas tensões residuais de soldagem. A detecção das
tensões residuais indesejadas consistiria basicamente em se medir as frequências naturais da estrutura
após a soldagem e compará-las com valores de frequências considerados ideais. Tais
valores considerados ideais são obtidos através de simulação pelo método dos elementos finitos.
Esta simulação não é trivial; envolve pelo menos quatro análises que podem ser executadas
de algumas diferentes formas. Diferentes autores vêm publicando diferentes trabalhos com tipos
de estruturas, materiais e resultados bastante variados. Neste trabalho, foram desenvolvidos
cinco modelos, validados por dados experimentais obtidos na literatura, e executadas diversas
simulações com o objetivo de se analisar quais parâmetros tornam o modelo por Método de Elementos
Finitos - MEF mais eficaz na obtenção de dados mais próximos aos experimentais. Foi
detectado que modelos utilizando elementos 2D, tipo casca, resultam em melhores resultados
que elementos 3D, tipo sólido. Também foi observado que a técnica de simetria para simulação
de placas leva a tempos de processamento significativamente menores, mas o uso dessa técnica
altera os resultados modais e, ainda, não fornece os resultados de frequência natural para todos
os modos de vibração e, portanto, esta técnica deve ser evitada. Também foi observado que o
uso da técnica Birth and Death, que simula a inserção de metal de adição, pouco alterou os
resultados obtidos neste trabalho. Finalmente, foi proposta a técnica de interpolação dos valores
das frequências naturais para se avaliar as variações dos parâmetros modais pelas tensões
residuais
Monitoramento da condição de unidades motogeradoras em usinas termelétricas usando regras de Nelson
No full textThe physical structure of Thermoelectric Power Plants is made up of several components,
among which the internal combustion engines (MCI) stand out. Fundamentally, in this
type of engine, as the name suggests, energy is produced by burning the fuel inside. As
this generation of thermoelectric energy remains constant during the plant’s operating
period, these engines are constantly subject to stress, due to different factors such as
number of starts, average load, load variation and ambient temperature. However, most
of the time, these existing monitoring systems only indicate whether the monitored parameters
are non-compliant after a failure has occurred – not allowing an early analysis of
the machine’s operating conditions. Knowing this, in this work, a methodology for early
analysis of failures in the internal combustion engine, based on the Statistical Control
Process and Nelson’s Rules, is proposed in an unprecedented way to analyze, in a predictive
manner, the operating conditions of the machine based on in historical data from the
UTE supervisory system. In order to give a practical appeal to the analyzes carried out in
this work, the operational data used are the real records of the year 2019, of the internal
combustion engine model 18V46 (from the manufacturer Wärtsilä), which constitute the
thermoelectric plant in question. The analysis mechanism is validated through two case
studies, the first being a comparison between the degree of severity of the operational
condition of generating unit 5 and the shutdown event of this same generating unit on
08/01/19 and the second case study statistical notes on the degree of severity of generating
unit 5, when it returns from post-shutdown maintenance. It is demonstrated that the
results obtained with the proposed methodology adequately corresponded to the entries
in the shift record, namely the degradation of certain subsystems of the motor generating
unit 5 until its stop in August 2019 - which makes it a promising tool both for making
early decisions about plant maintenance and for helping machine operators check whether
machines that have returned from maintenance are in good condition.A estrutura física das Usinas Termelétricas é formada por vários componentes, dentre eles
se destacam os motores de combustão interna (MCI). Fundamentalmente, neste tipo de
motor, como o próprio nome sugere, a energia é produzida através da queima do combustível
no seu interior. Como essa geração de energia termelétrica se mantém constante
durante o período de operação da usina, estes motores estão constantemente sujeitos a
estresses, devido a diferentes fatores como por exemplo, número de partidas, carga média,
variação de carga e temperatura ambiente. Consequentemente, isso ocasiona várias
falhas como desgaste, vibração excessiva, aumento da temperatura, diminuição da eficiência
energética, entre outras falhas. Devido a este contexto, sabe-se que esses motores
podem não trabalhar em seu melhor rendimento e, consequentemente, existe a necessidade
de um sistema de monitoramento contínuo para verificar as condições de funcionamento.
Porém, na maioria das vezes, esses sistemas de monitoramento existentes apenas indicam
se os parâmetros monitorados estão em não conformidade após a ocorrência de uma falha
- não permitindo uma análise antecipada das condições de operação da máquina. Tendo
conhecimento disso, neste trabalho, uma metodologia de análise preditiva de falhas no
motor de combustão interna, baseada no Processo de Controle Estatístico e Regras de
Nelson, é proposta de forma inédita para analisar, de maneira preditiva, as condições
operacionais da máquina com base nos dados históricos do sistema supervisório da UTE.
Com a finalidade de dar um apelo prático às análises realizadas neste trabalho, os dados
operacionais utilizados são os históricos reais do ano de 2019, do motor de combustão
interna modelo 18V46 (do fabricante Wärtsilä), que constituem a usina termelétrica em
pauta. O mecanismo de análise é validado por meio de dois estudos de caso, sendo o
primeiro uma comparação entre o grau de severidade da condição operacional da unidade
geradora 5 e o evento de parada desta mesma unidade geradora no dia 01/08/19
e o segundo estudo de caso os apontamentos estatísticos do grau de severidade da unidade
geradora 5, quando ela retorna da manutenção pós parada. Demonstra-se que os
resultados obtidos com a metodologia proposta corresponderam adequadamente aos lançamentos
do registro de turno, sendo eles a degradação de certos subsistemas da unidade
motogeradora 5 até a ocorrência da sua parada em Agosto de 2019 - o que a torna uma
ferramenta promissora tanto para a tomada de decisões sobre manutenções na planta de
forma precoce, quanto para ajudar os operadores das máquinas a verificar se as máquinas
que voltaram de manutenção estão em condições boas
