Desenvolvimento de um banco de ensaios e da metodologia experimental para o levantamento das características operacionais de turbocompressores utilizando gás quente

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um banco de ensaios e da metodologia experimental para a realização de ensaios estáticos e dinâmicos em conjuntos turbocompressores. Para acionamento do conjunto utiliza-se um gerador de gás quente, do tipo câmara de combustão tubular, projetada para operar com combustíveis gasosos. Com a utilização da câmara de combustão é possível simular a condição real de funcionamento do conjunto. O desenvolvimento do banco de ensaios surgiu com a necessidade de se conhecer as características operacionais dos turbocompressores, também chamadas de mapas de desempenho, visto que estas informações nem sempre são divulgadas pelos seus fabricantes. Os ensaios consistem no levantamento de pontos experimentais para o conjunto turbocompressor em três condições específicas de operação. Na primeira, a descarga do compressor é aberta para a atmosfera. Em uma segunda condição, o compressor opera em conjunto ao soprador de ar que alimenta a turbina durante o ciclo de partida do sistema. A terceira e mais importante condição de ensaio é a auto-sustentação do conjunto via combustão. A partir da auto-sustentação é possível obter a curva característica de casamento do turbocompressor e também determinar o coeficiente de descarga combinado da turbina. A instrumentação utilizada é baseada em instrumentação virtual, na qual a aquisição e controle dos sensores são feitos via computador. No desenvolvimento do banco de ensaios é utilizado o turbocompressor Master Power MP-O4B empregado em caminhões pesados comerciais. A verificação dos resultados experimentais é realizada comparando-os com mapas de desempenho obtidos através de um modelo semi-empírico baseado na equação de Euler modificada. Através do modelo empregado é possível inferir regiões de operação do turbocompressor que não cobertas pelos ensaios. Os resultados obtidos para a razão de compressão do compressor e para a razão de expansão da turbina apresentam desvios médios de 8% e 22%, respectivamente, em relação aos obtidos pelo modelo.

ASSUNTO(S)

turbo-compressores teses. engenharia mecânica teses. câmaras de combustão teses.

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