Determinação do coeficiente global de transferencia de calor em rodas ferroviarias

Abstract

Orientador: Fausto Rodrigues FilhoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: Este trabalho tem como objetivo obter um valor para o coeficiente global de transferência de calor adequado para simular o processo do aquecimento de rodas ferroviárias durante a frenagem em rodas de 33 pol (838 mm). Para tanto, construiu-se um dispositivo de ensaios de material de atrito para freios ferroviários e rodas, em escala real, capaz de simular as condições de frenagem mais comuns encontradas na operação ferroviária. Mediram-se as variações de temperatura e potência de frenagem, para diversos ensaios padronizados, que foram comparadas com os resultados obtidos por simulação numérica do processo de frenagem. Definiu-se uma metodologia de obtenção do valor do coeficiente procurado, a qual foi seguida até que os resultados obtidos concordassem com os medidos em margens consideradas adequadas. A obtenção deste valor é de fundamental importância para o cálculo da distribuição das tensões térmicas e para as pesquisas futuras visando a determinação de condições seguras de operação das ferroviasAbstract: The objective of this work is to determine a value of the overall heat transfer coefficient to be able to simulatethe heating during braking process in 33 inch railroad wheels. To achieve this objective it was necessary to design and construct a full scale railroad brake dynamometer to reproduce the most commom braking conditions found in railroad operation. The variations in brake power and temperature were measured during standardized tests and were compared to the results obteined ftom a finite element numerical simulation. Many trial simulations were realized in order to achieve better agreement between the numerical predictions and the experimental results. The results of this work are important to determine the thermal stress distribution in railroad wheels during braking and this represents the major aim of works developed in the Railroad Laboratory of the State University of CampinasDoutoradoMecanica dos SolidosDoutor em Engenharia Mecânic