Sistemas de monitoração de turbinas hidrocinéticas

Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014.Neste trabalho é proposto um sistema de monitoração para o conjunto gerador da Turbina Hidrocinética HTUC-01, que vem sendo desenvolvida pela equipe do Projeto Tucunaré, uma parceria entre a Universidade de Brasília - UnB, a Eletronorte e outras universidades. O sistema de monitoração visa permitir avaliações de performance do conjunto gerador em funcionamento, fazendo parte de um programa de manutenção preditiva, também conhecida como manutenção baseada na condição (MBC). Considerando que a literatura sobre sistemas de monitoração de turbinas hidrocinéticas é bastante limitada, fez-se um estudo dos sistemas usados em turbinas eólicas e hidráulicas na tentativa de adaptá-los às turbinas hidrocinéticas, visto a grande semelhança entre os princípios de funcionamento e os componentes. Foram definidas as grandezas que devem ser medidas e suas respectivas posições de medição, ao mesmo tempo que foi especificada a instrumentação de trabalho e suas exigências. Nesse projeto também houve uma preocupação em utilizar um orçamento reduzido e ter baixas exigências de manutenção. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTIn this work is proposed a monitoring system for the generator set of the hydrokinetic turbine HTUC-01 that has been developed by the Project Tucunaré team, a partnership between the University of Brasilia - UnB, Eletronorte and other universities. The monitoring system seeks to allow assessments of performance of the generator set on load, playing a role in a predictive maintenance program, also known as condition-based maintenance (CBM). Since the literature about monitoring systems of hydrokinetic turbines is limited, systems applied in wind and hydraulic turbines were studied and an attempt was made to adapt it for the hydrokinetic turbines, for the similarity between the operating principles and components of both are huge. The quantities that need to be measured were defined, along with the positions in the system it had to be done, what equipment will be used to do that and the specifications of the equipment used. This project was also concerned about being a low-budget project and having low maintenance requirements

Estudo da influência do desgaste na falha prematura de componentes de linhas de ancoragem

Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a influência do desgaste na vida à fadiga de conectores e elos de linhas de ancoragem de plataformas petrolíferas offshore. O excessivo desgaste observado em componentes que falharam prematuramente levantou a suspeita do desgaste ser um dos fatores que possa estar causando uma diminuição na vida à fadiga. Por meio de uma simplificação do problema tridimensional, analisam-se duas configurações de contato bidimensionais presentes na interação entre elos e conectores. São realizados inicialmente estudos comparativos de resultados numéricos e analíticos com o intuito de validar a modelagem numérica inicial das configurações de contato. Para realizar essa análise utiliza-se a Teoria de Hertz de contato entre corpos elásticos, assim como o potencial de Muskhelishvili. Realiza-se também um estudo elasto-plástico de um deslocamento recíproco, onde importantes constatações são feitas em torno da máxima pressão de contato e do comprimento do semi-arco de contato. Nessa mesma análise verifica-se que o momento que antecede o escorregamento total dos corpos é o mais crítico, pois é onde são observadas as maiores tensões e deformações plásticas no corpo. Ao final desta análise verifica-se que o modelo de Archard utilizado para estimar o volume global de desgaste, revelou-se ser mais conservador do que o modelo da Energia Dissipada. Em outra análise, a retirada de material das superfícies é realizada por meio da implementação da subrotina UMESHMOTION no programa de análise de elementos finitos, Abaqus. Através dessa subrotina computa-se o desgaste local em cada nó da malha que experimenta uma pressão normal de contato e um deslizamento relativo. Devido à observação da diminuição nos valores das tensões e deformações à medida que um maior volume de material é retirado pelo desgaste, verifica-se um aumento na vida à fadiga prevista pelo modelo de Smith-Watson-Topper (SWT). Portanto, observa-se que para ambas as configurações de contato observadas no contato entre elos e conectores, a vida à fadiga, pelo menos inicialmente (primeiros 5000 ciclos), é afetada positivamente pelo desgaste. É possível que para um número maior de ciclos, ou seja, para um maior volume de material retirado pelo desgaste, a redução da secção transversal seja um fator determinante na previsão da vida