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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-1371-135X
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise de modelos termohidrodinâmicos para mancais de unidades geradoras Francis
Alternate title (s): Analysis of thermohydrodynamic models for the bearings of Francis hydropower units
Author: Barbosa, Jéfferson Silva
First Advisor: Cavalini Junior, Aldemir Aparecido
First coorientator: Steffen Jr, Valder
First member of the Committee: Duarte, Marcus Antônio Viana
Second member of the Committee: Vedovoto, João Marcelo
Third member of the Committee: Daniel, Gregory Bregion
Summary: O presente trabalho dedica-se à modelagem computacional dos mancais hidrodinâmicos que compõem uma unidade geradora de energia elétrica do tipo Francis. Para representar o comportamento dinâmico desses mancais utiliza-se uma abordagem termohidrodinâmica, na qual os efeitos térmicos devido ao atrito viscoso presente no filme de óleo são computados por meio da solução simultânea das equações de Reynolds e da energia. Utilizando-se de hipóteses simplificadoras, os quatro mancais hidrodinâmicos presentes na unidade geradora são analisados, sendo eles: mancal combinado segmentado axial e segmentado radial, mancal segmentado radial intermediário e mancal cilíndrico radial. A discretização das equações diferenciais parciais obtidas nos modelos matemáticos dos mancais é realizada utilizando o método dos volumes finitos. Para verificar a coerência dos resultados numéricos obtidos no presente trabalho, utiliza-se as informações presentes nos memoriais de cálculo do fabricante e os dados extraídos do sistema de monitoramento da unidade geradora. Os resultados obtidos neste trabalho mostram-se promissores, visto que apresentam boa correlação com as informações extraídas dos memoriais de cálculo do fabricante e dos registros do sistema de monitoramento. É importante ressaltar que o presente trabalho foi desenvolvido no contexto do projeto de P&D Modelagem Robusta para o Diagnóstico de Defeitos em Unidades Geradoras (02476-3108/2016), realizado pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) em parceria com a Universidade Federal de Uberlândia e com o financiamento das empresas CERAN, BAESA, ENERCAN e Foz do Chapecó.
Abstract: This work is dedicated to the computational modeling of the hydrodynamic bearings present in a Francis hydropower unit. In order to represent the dynamic behavior of these bearings, a thermohydrodynamic approach is used, in which the thermal effects due to the viscous friction of the oil film are computed through the simultaneous solution of the Reynolds and energy equations. Using simplifying hypotheses, the four hydrodynamic bearings of the hydropower unit are analyzed, namely a combined thrust and guide tilting-pad bearing, an intermediate guide tilting-pad bearing, and a cylindrical guide bearing. The discretization of the partial differential equations of the bearings is performed by using the finite volume method. In order to verify the consistency of the numerical results obtained in the present work, the results provided by the manufacturer were used, as well as the experimental data measured by the monitoring system of the hydropower unit. The obtained results demonstrated to be promising since they have a good correlation with the information extracted from the manufacturer and experimentally. It is worth mentioning that the present work was developed under the R&D project Robust Modeling for the Diagnosis of Defects in Generating Units (02476-3108/2016) conducted by ANEEL (Brazilian Electric Energy Agency). This project is carried out at the Federal University of Uberlândia, Brazil, with the financial support of the companies CERAN, BAESA, ENERCAN, and Foz do Chapecó.
Keywords: Mancais hidrodinâmicos
Hydrodynamic bearings
Modelos termohidrodinâmicos
Thermohydrodynamic models
Unidades geradoras Francis
Francis hydropower units
Engenharia mecânica
Mancais
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: BARBOSA, Jéfferson Silva. Análise de modelos termohidrodinâmicos para mancais de unidades geradoras Francis. 2018. 92f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1146.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1146
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22546
Date of defense: 27-Mar-2018
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