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Title: Análise numérica e analítica do cisalhamento viscoso de discos lisos para o cálculo do torque em dinamômetros hidráulicos
Authors: Wommer, Rodrigo Augusto
Keywords: Cisalhamento viscoso;Dinamômetro hidráulico;Regime laminar;Regime turbulento
Date of Defense: 29-Jun-2018
Issue Date: 9-Oct-2018
Citation: WOMMER, Rodrigo Augusto. Análise numérica e analítica do cisalhamento viscoso de discos lisos para o cálculo do torque em dinamômetros hidráulicos. 2018. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 29 jun. 2018. Disponível em: http://hdl.handle.net/10737/2239.
Abstract: A queima de combustíveis fósseis está diretamente ligada aos grandes impactos socioambientais, o que exige ampliar o desenvolvimento de instrumentos capazes de aferir a potência entregue aos veículos, como, por exemplo, os dinamômetros. Nesse viés, o presente trabalho apresenta um estudo para o dimensionamento de um dinamômetro hidráulico, de fabricação simples e de baixo custo. Para tanto, é apresentado os princípios de funcionamento dos dinamômetros e o comportamento do fluido entre discos rotacionais, que absorve a energia entregue pelo motor, através do seu cisalhamento viscoso. Neste trabalho a simulação numérica foi implementada em três etapas distintas. A primeira se deu em regime laminar com duas diferentes condições de espessura da câmara do fluido, 7 mm e 0,1 mm. Em cada uma delas, realizou-se o cálculo numérico e analítico para 12 diferentes rotações, de 0,1 a 1,2 rpm. Na segunda etapa, foi implementado o modelo numérico em regime de escoamento turbulento. A implementação se deu em 11 diferentes rotações, de 1000 a 6500 rpm. Por fim, na terceira etapa, aplicou-se, computacionalmente, uma simulação para uma condição real de operação de um dinamômetro hidráulico com um disco rotor. Os resultados mostram que a metodologia proposta é adequada, visto que nas três etapas foi possível a validação do modelo. No entanto, houve uma restrição quanto a espessura da câmara na implementação no regime laminar.
The fossil fuels burning is directly linked to large socio-environmental impacts. In this way, the development of power measurement instruments for vehicles, such as dynamometers, should be expanded. The presented work presents a study for the dimensioning of an hydraulic dynamometer, which is simple manufacturing and of low cost. For this, is demonstrated the principle of the dynamometers and the behavior of fluids between rotational disks, which absorbs the energy through its viscous shear. In this work the numerical probe was implemented in three distinct stages. The first one was the laminar flow with two different thickness conditions, 7 mm and 0.1 mm. In each of them, was accomplished the numerical and analytical calculation for 12 variations rotations, from 0.1 to 1.2 rpm. In the second step, the numerical model was implemented in a turbulent flow. This implementation occurred in 11 rotations, from 1000 to 6500 rpm. At last, in the third step was applicated a computacional simulation for a real condition of operation of a hydraulic dynamometer with a rotor disk. The results showed that the methodology is convenient given that in the three steps was the model validation possible. However, there was a constraint on the thickness of the housing in the implementation at laminar flow.
URI: http://hdl.handle.net/10737/2239
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