Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM/CAMTUC
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Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise CFD de uma bomba centrífuga: obtenção das curvas características de altura manométrica, rendimento e potência(2024-07-19) ALVES, Marinaldo dos Passos; FONTANA, Arthur dos Reis Lemos; http://lattes.cnpq.br/3870252984773032; https://orcid.org/0000-0002-0316-4620; FURTADO, Maciel da Costa; http://lattes.cnpq.br/4062258417348910Este trabalho investiga a aplicação da análise computacional fluidodinâmica (CFD) em uma bomba centrífuga radial, com o objetivo de obter as curvas características de altura manométrica, rendimento e potência, visando a compreensão e otimização do desempenho do equipamento. A metodologia envolveu a modelagem computacional da bomba, a realização de simulações CFD detalhadas e a análise dos resultados obtidos. Os objetivos foram alcançados, permitindo a avaliação detalhada dos padrões de escoamento, distribuição de pressão e velocidade no interior da bomba. A hipótese de que a análise CFD seria uma ferramenta eficaz para a avaliação do desempenho da bomba foi confirmada, evidenciando a importância dessa abordagem na otimização de sistemas de bombeamento. Apesar das limitações e desafios, como a necessidade de validação experimental dos resultados e a complexidade na definição dos parâmetros de simulação, recomenda-se a continuidade dos estudos para aprimorar o entendimento e a eficiência das bombas centrífugas radiais, considerando diferentes configurações e condições operacionais. Este trabalho contribui para o avanço da área ao demonstrar a relevância da análise CFD na melhoria do desempenho e na sustentabilidade das operações industriais envolvendo bombas centrífugas.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise CFD e otimização de um trocador de calor casco e tubo(2024-01-03) PINHEIRO, Larissa Camila Nascimento; FONTANA, Arthur dos Reis Lemos; http://lattes.cnpq.br/3870252984773032; https://orcid.org/0000-0002-0316-4620; PADILHA, Jessé Luís; http://lattes.cnpq.br/0127364690550686A otimização da eficiência térmica e energética nos processos industriais é de importância primordial. Um componente crucial para alcançar essa otimização é o trocador de calor, e entre as várias configurações disponíveis, o trocador casco e tubo destaca-se por sua capacidade de trocar calor entre diferentes fluidos enquanto os mantém fisicamente separados. O uso cada vez mais difundido da análise fluidodinâmica computacional tem revolucionado a compreensão e otimização dos processos de transferência de calor, permitindo investigações detalhadas de fluxos complexos. Para o presente estudo, será abordado o trocador de calor casco-tubo, bastante utilizado em aplicações industriais. Para analisar os dados de operação do trocador de calor casco e tubo, foi realizada uma análise CFD utilizando o software ANSYS-CFX versão Student no intuito de avaliar a troca térmica realizada pelo equipamento. Para obter uma simulação com boa precisão avaliou-se a malha, que é um dos principais parâmetros de qualidade de uma simulação. Os resultados mostraram uma transferência de calor expressiva na geometria otimizada, em comparação com a original.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise da carga térmica de um refeitório industrial com base na ABNT NBR 16655-3:2019(2023-03-27) SOUTO, André Enio Paiva; PADILHA, Jessé Luís; http://lattes.cnpq.br/0127364690550686Nos dias atuais a quantidade de pessoas que trabalham e frequentam ambientes fechados tem aumentado em um ritmo alto. Visando o conforto térmico dos ocupantes do local e a redução do consumo de energia elétrica é importante um bom projeto de climatização, pois é perceptível a influência negativa que um ambiente desconfortável termicamente pode causar nos seres humanos, podendo causar irritação e a perca da concentação nas suas tarefas diárias. Desta maneira o trabalho tem como objetivo é calcular a carga térmica de um refeitório industrial que possui uma área total de aproximadamente 1278𝑚² e com uma capacidade de 378 pessoa utilizando a metodologia presente na ABNT NBR16655-3:2019. Deste modo, com base nos resultados encontrados foi possível estimar a carga total do projeto em 361.057,06 BTU/h tendo isso como base foi possível realizar um comparativo dos resultados obtidos através dos equipamentos instalados no local podendo desta forma comprovar o superdimensionamento do ambiente. confirmando o motivo das reclamações dos ocupantes do recinto sobre sentir “Frio” no refeitório visto que o projeto inicial conta com duas centrais a mais do que o necessário. E levando em consideração a escolha dos equipamentos presentes no local, eles se mostraram satisfatórios e quando bem dimensionados são capazes de prover o conforto térmico dos ocupantes do refeitório.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise da resistência à corrosão por pites em aços inoxidáveis lean duplex SAF 2304 e super duplex SAF 2507 soldados em diferentes condições pelo processo GTAW(2019-06-05) OLIVEIRA, Raillan de Lucas Arruda de; FONTES, Carlos Henrique Menezes; http://lattes.cnpq.br/5764057162386912; GARCIA, Douglas Neves; http://lattes.cnpq.br/8800633385144878Ambientes agressivos como os das indústrias petroquímica, química e papel e celulose, demandam por materiais com elevadas resistências mecânica e à corrosão. Os aços inoxidáveis duplex (AID) têm como principal característica a microestrutura bifásica, constituída por ferrita e austenita com proporções volumétricas similares, combinando alta resistência mecânica da ferrita e alta resistência à corrosão da austenita. Entretanto, na maioria das aplicações industriais dos AID são utilizados processos de soldagem na fabricação ou manutenção, onde o aquecimento localizado pode causar um desbalanceamento de fases afetando a resistência à corrosão do Metal de Solda (MS) e Zona Termicamente Afetada (ZTA). Este trabalho objetiva analisar a resistência à corrosão por pites, de acordo com o método A da norma ASTM G48, dos aços inoxidáveis lean duplex SAF 2304 e super duplex SAF 2507 soldados em diferentes condições de soldagem pelo processo GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), considerando a adição de 2,25% de N2 no gás de proteção argônio, soldagem autógena e com metal de adição com alto teor de níquel e a influência do reaquecimento do primeiro passe, mantendo o aporte térmico constante de 1 kJ/mm. Foi analisado por microscopia ótica as diferentes microestruturas do MS e ZTA. Para todas as condições de soldagem observou-se uma redução da fração volumétrica da austenita no MS e ZTA em relação ao Metal de Base (MB). Com a sobreposição de passes, assim como a adição de nitrogênio no gás de proteção, detectou-se o aumento da fração volumétrica de austenita no MS e na ZTA. O aço inoxidável SAF 2507 soldado com adição de N2 no gás de proteção argônio e dois passes apresentou maior resistência à corrosão por pites em relação as demais condições de soldagem analisadas, resistindo até a temperatura de 50 ± 2 °C. O aço inoxidável SAF 2304, em todas as condições de soldagem, se limitou a temperatura ambiente de 23 ± 2 °C para o ensaio.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise de defeitos em bancada didática de vibrações em máquinas rotativas(2022-02-04) GARCIAS, Alexsandro Rickelme Mota; SOUSA, Walter dos Santos; http://lattes.cnpq.br/5903481928919040A manutenção, atualmente, é um ponto bastante discutido em empresas. Prezar por equipamentos, e mantê-los funcionando é sinônimo de lucro e produtividade. A criação de vários tipos de manutenção, como a corretiva, preventiva e preditiva é um sinal de que as indústrias estão preocupadas com a forma com que os equipamentos operam, e procuram sempre alternativas para um bom funcionamento do chão de fábrica. A maioria das operações industriais se dá por meio de máquinas e elementos rotativos, que são em sua grande maioria monitorados e analisados diariamente. Uma das formas de se analisar e avaliar o desempenho de uma máquina rotativa é através de seus níveis de vibração, onde o mantenedor é responsável pelo acompanhamento constante desses níveis, para que, se por ventura ocorra um indicativo de falha, este pode prever o evento e assim programar paradas da forma mais adequada possível para o equipamento. Este trabalho tem, então, o objetivo de se analisar uma bancada presente no Laboratório de Vibrações da Universidade Federal do Pará, Campus Tucuruí, com relação a verificação de fenômenos relacionados a defeitos em máquinas rotativas, através da análise de vibração desta. Serão simulados defeitos de desalinhamento de eixo, desbalanceamento de rotor, além de um defeito em rolamento, em seguida, serão captados os dados relacionados à estas simulações, através de um analisador de sinais, e posteriormente, serão feitos comparativos, com relação aos seus espectros, para se mensurar o aumento ou não dos níveis e vibração, além do surgimento de picos em frequências características. O defeito de desbalanceamento será conseguido através da inserção de uma massa em um rotor, de tal forma que este torne-se desbalanceado. Já o desalinhamento consegue-se a partir do aumento da altura do mancal presente na bancada. Por fim, o defeito em rolamento é conseguido a partir de um risco na pista interna do rolamento.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise de esforços mecânicos nos enrolamentos de transformadores ocasionados por correntes de energização utilizando método de elementos finitos(2013-02-06) FURTADO, Maciel da Costa; FONSECA, Wellington da Silva; http://lattes.cnpq.br/5066230825214516; https://orcid.org/0000-0002-2602-1964Transformadores são equipamentos essenciais para o funcionamento de sistemas elétricos. O projeto desses transformadores é realizado prevendo situações mais severas a que possa ser submetido no local destinado para sua instalação, devendo ter capacidade de suportar as solicitações de natureza diversas a que possa ser exposto. Apesar do extremo cuidado observado na fase de projeto destes dispositivos, a prática tem mostrado um número de ocorrência de falhas significativas. Dentre as causas destacam-se justamente os esforços mecânicos ou tensões verificados nas estruturas internas dos dispositivos em decorrência dos esforços adicionais provocados pelas correntes transitórias de energização. A investigação dos efeitos danosos causados pelo fenômeno mencionado, portanto torna-se imperativo. Nessa perspectiva, este trabalho tem por objetivo descrever e analisar os diferentes efeitos como: tração e compressão a que estão sujeitos os enrolamentos interno e externo sob ação de forças radiais e axiais envolvendo as bobinas do transformador, que dependendo da severidade do distúrbio, podem comprometer a integridade física do dispositivo, causando perda de eficiência da maquina ou até mesmo levar ao desuso. Portanto, para tal propósito, será utilizada uma modelagem computacional baseada no método de elementos finitos, que permite simulações de fenômenos de regime transitório e permanente além de possibilitar o acesso às grandezas eletromecânicas nos enrolamentos do transformador.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise de falha aplicada em um motor de empilhadeira de cargas(2022-06-23) COELHO, Andressa da Silva; FURTADO, Maciel da Costa; http://lattes.cnpq.br/4062258417348910A mineração no Brasil tem uma participação significativa no desenvolvimento econômico do país. Atualmente o Brasil tem a maior mina de ferro a céu aberto do mundo. No âmbito da mineração são utilizados equipamentos auxiliares para otimizar suas atividades de manutenção, produção e movimentação de cargas. No entanto, falhas ocorridas nesses equipamentos auxiliares acabam afetando diretamente a disponibilidade dos ativos. Além de realizar as manutenções e colocar o equipamento em um estado que possa desempenhar suas funções requeridas, é necessário realizar a prevenção dessas falhas e propor ações para bloquear a recorrência das mesmas. O presente trabalho consiste em uma investigação técnica de causas motivadoras da falha de um motor diesel de uma empilhadeira utilizada em atividades de movimentação de cargas em uma oficina de manutenção de equipamentos pesados. Para identificação da causa raiz, foram empregadas ferramentas de qualidade, tais como Cinco Porquês e Diagrama de Ishikawa. A utilização destas ferramentas permite que o engenheiro de manutenção elimine causas improváveis, e separe efeitos de causas, concebendo uma análise robusta, embasada e assertiva. Após a identificação da causa primária da falha, serão propostas ações que visam reduzir ou mitigar a probabilidade de reincidência do evento, permitindo que os equipamentos operem com maior confiabilidade e disponibilidade.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise de falhas e confiabilidade operacional de equipamentos de uma usina hidrelétrica: estudo aplicado à base de dados de manutenção(0026-07-08) CAVALCANTE, Graziela de Sousa; MOURA, Ronaldo Raposo de; http://lattes.cnpq.br/1697580317572447A confiabilidade operacional de equipamentos em usinas hidrelétricas é fundamental para garantir a continuidade da geração de energia e a eficiência dos sistemas produtivos. Nesse contexto, a gestão da manutenção baseada na análise de falhas e na priorização de ativos constitui ferramenta essencial para redução da indisponibilidade e otimização de recursos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a confiabilidade operacional dos sistemas de uma usina hidrelétrica, por meio da análise de registros históricos de falhas, tempo de parada e custos de manutenção, visando identificar sistemas críticos e propor melhorias na estratégia de manutenção. A metodologia adotada envolveu o tratamento e padronização da base de dados, seguido da aplicação da análise de Pareto para identificação dos sistemas com maior concentração de falhas. Posteriormente, foi elaborada uma matriz de criticidade considerando frequência de falhas, tempo total de parada e impacto econômico. Também foi realizada a identificação de equipamentos repetidores, com o objetivo de avaliar a recorrência de falhas e seu impacto na disponibilidade operacional. Os resultados evidenciaram concentração significativa de falhas em sistemas específicos. O Sistema do Gerador (SGE) apresentou maior frequência de falhas e maior impacto operacional, caracterizando criticidade associada à recorrência. Já o sistema da Subestação Blindada (SEB) apresentou menor frequência, porém maior custo e maior tempo médio de reparo, indicando falhas de maior severidade. Observou se ainda que, embora a usina possua plano estruturado de manutenção preventiva, não há uma metodologia formal consolidada para manutenção preditiva e análise de causa raiz, o que limita a eliminação definitiva de falhas recorrentes. Com base nos resultados, foram propostas melhorias voltadas à otimização do plano preventivo, fortalecimento da manutenção baseada em condição e implantação de procedimentos estruturados de análise de causa raiz. Conclui se que a priorização baseada em dados contribui para o aumento da confiabilidade operacional, redução de falhas recorrentes e melhoria da gestão da manutenção em sistemas de geração hidrelétrica.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise de óleo como ferramenta de manutenção preditiva em um pulverizador agrícola(2026-07-17) FERREIRA, Jose Rodrigo Barbosa; FURTADO, Maciel da Costa; http://lattes.cnpq.br/4062258417348910A crescente utilização de máquinas agrícolas de elevada complexidade tecnológica tem aumentado a necessidade de técnicas capazes de monitorar a condição dos equipamentos e subsidiar decisões de manutenção de forma mais eficiente. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a aplicação da análise de óleo lubrificante como ferramenta de manutenção preditiva em um pulverizador agrícola, visando identificar precocemente indícios de desgaste nos componentes mecânicos e verificar sua contribuição para o planejamento das intervenções de manutenção. A metodologia consistiu na realização da primeira campanha de monitoramento por análise de óleo do equipamento, com coleta de amostras dos compartimentos motor, sistema hidráulico e comandos finais, encaminhadas para um laboratório especializado, onde foram realizadas análises espectrométricas e físico-químicas dos lubrificantes. Os resultados evidenciaram concentrações elevadas de metais de desgaste e valores elevados do Índice PQI nos comandos finais traseiros, indicando desgaste prematuro desses compartimentos. Posteriormente, a inspeção mecânica realizada pela assistência técnica autorizada confirmou o desgaste dos componentes internos, validando o diagnóstico obtido por meio da análise de óleo. Além disso, a identificação antecipada da anomalia possibilitou que a intervenção fosse realizada ainda durante o período de garantia do fabricante, reduzindo significativamente o valor efetivamente desembolsado pela empresa em relação ao orçamento integral do reparo. Conclui-se que a análise de óleo lubrificante constitui uma ferramenta eficiente para o monitoramento da condição de máquinas agrícolas, permitindo identificar precocemente processos de desgaste, direcionar inspeções mecânicas, subsidiar o planejamento da manutenção e contribuir para o aumento da confiabilidade e da disponibilidade operacional dos equipamentos.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise dos indicadores de manutenção de caminhões fora-de-estrada modelo 930E(2024-07-15) ARAGÃO, Romário de Brito; SILVA, Fernando Nunes da; http://lattes.cnpq.br/6866925260348276; https://orcid.org/0000-0003-1378-8864A manutenção preventiva é essencial pois melhora a disponibilidade física dos caminhões, reduz o tempo de inatividade e prolonga sua vida útil. O artigo tem como objetivo analisar os indicadores de manutenção dos equipamentos em uma mineradora no sudeste paraense. Para isso, utilizou-se uma análise qualitativa dos resultados dos indicadores de MTBF, Disponibilidade e MTTR e do perfil de perdas. Observa-se que eles entregaram uma Disponibilidade de 73%, acima do orçado para a frota; o MTBF de 29 horas, abaixo das 39 horas orçadas e o MTTR de 4h, dentro da meta de até 5h. Conclui-se que apesar de oscilações frequentes nos indicadores, verifica- se que é uma frota que entrega resultados satisfatórios em seus objetivos.