Banca de DEFESA: DIEGO ZILLI LIMA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : DIEGO ZILLI LIMA
DATA : 19/08/2022
HORA: 14:00
LOCAL: Videoconferência
TÍTULO:

Análise Modal e Otimização de Rotores de Pás Integradas com Aplicação em Compressores Centrífugos para Co2 Supercrítico

PÁGINAS: 109
RESUMO:

A emissão do gás carbônico (CO2) é a principal causa do efeito estufa. Assim, além da direta redução das emissões, é necessário o avanço na direção do emprego de tecnologias de Captura, Aprisionamento e Utilização do Carbono (CCSU). Tanto nos processos de transporte, como em ciclos de potência, a utilização do CO2 em estado supercrítico proporciona equipamentos mais eficientes e compactos. No entanto, as propriedades próximas ao ponto crítico são altamente não lineares, tornando o projeto uma tarefa desafiadora. Com relação ao comportamento estrutural, a maioria das falhas de turmomáquinas estão relacionadas à fadiga, que possui como principal causa instabilidades dinâmicas geradas por vibrações. Então, com o objetivo de reduzir o risco de falha, uma metodologia de projeto para identificar possíveis condições de ressonância foi desenvolvida. Considerou-se análises modais pré-estressadas levando em conta os efeitos de enrijecimento estrutural, flexibilização e o efeito giroscópico, além de ferramentas de identificação de ressonância, como Diagrama de Campbell, equações de Kushner e diagrama SAFE. Assim, com todo o procedimento de análise estabelecido, um processo de otimização estrutural baseada em metamodelagem foi realizado. A técnica de Kriging para geração de superfícies de resposta foi utilizada para obter os metamodelos. Estratégias de otimização mono e multidisciplinar foram empregadas. Em ambas, a condição livre de ressonância foi escolhida como objetivo e, na abordagem com múltiplas disciplinas, restrições de projeto estrutural foram utilizadas. Comparações entre diferentes funções objetivo também foram feitas. Os resultados mostraram que é possível realizar análises modais pré-estressadas, considerando todos os efeitos de rotação, além do uso de ferramentas de identificação de ressonância como parte de um processo de otimização. Os casos de validação demostraram também que as ferramentas computacionais foram capazes de representar os principais efeitos que agem em discos rotativos com pás. A otimização multidisciplinar tornou o processo de projeto mais robusto, obtendo geometrias que atingiram tanto o objetivo de mitigar o risco de ressonância, como reduziu a massa e os níveis de tensão. Por tanto, consolidando a metodologia para ser empregada em trabalhos futuros, como em compressores centrífugos reais que operam com CO2 em estado supercrítico.

 

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - Interno ao Programa - 3042266 - WALLACE GUSMAO FERREIRA
Membro Titular - Examinador(a) Externo à Instituição - EMILIO CARLOS NELLI SILVA - USP
Membro Titular - Examinador(a) Externo à Instituição - RODRIGO NICOLETTI - USP
Membro Suplente - Examinador(a) Interno ao Programa - 1761050 - JUAN PABLO JULCA AVILA
Membro Suplente - Examinador(a) Externo à Instituição - RENATO PICELLI SANCHES - USP