Theoretical and experimental analysis of the acoustic filed irradiated by an hermetic compressor

Orientador: Jose Roberto de França ArrudaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: As características acústicas de compressores herméticos têm se tomado cada vez mais críticas no projeto destes equipamentos e as predições destas características ao longo do projeto, obrigatórias para a adequação deste produto às condições de consumo. Este trabalho apresenta um método de avaliação vibro-acústica de compressores herméticos através de modelos de elementos finitos. Para estas avaliações, forças harmônicas com amplitudes unitárias são aplicadas em pontos específicos da carcaça e os seus campos de pressão sonora resultantes são calculados sob condições anecóicas, sendo que, estas condições foram modeladas através de elementos infinitos acústicos. Através deste método, é possível obter numericamente a potência acústica irradiada por diferentes versões de projeto, compará-las, escolher a versão mais adequada e, se for o caso, obter informações para direcionar modificações em uma versão para a sua adequação aos níveis de potência sonora exigidos. O trabalho mostra as verificações executadas durante o processo de desenvolvimento desta metodologia como análise modal, análises de convergência e comparações de resultados numéricos com analíticos através de modelos de fontes omnidirecionais. Para a verificação de seu funcionamento, são apresentadas as análises vibro-acústicas numéricas de duas versões de compressor. Além disto, dois protótipos com características semelhantes aos modelos analisados foram testados em câmara reverberante para a obtenção de suas potências sonoras e a comparação com os resultados numéricos. Os resultados obtidos desta comparação mostraram boas correlações entre numérico e experimental e fornecem subsídios para avaliar o desempenho entre as diferentes versões de projetoAbstract: The importance of the acoustic characteristics in design of hermetic compressors has increased along the years. As a consequence, to predict these characteristics in the design phase is mandatory for this product to meet the consumption requirements. This work presents a method for evaluating the vibration and acoustic characteristics of hermetic compressors through finite element models. To perform these evaluations, harmonic forces with unitary amplitudes are applied in specific locations of the compressor housing and their resulting acoustic pressure fields are ca1culated under anechoic conditions obtained through the acoustic infinite elements. By using this method, it is possible to numerically obtain the acoustic power level irradiated by different versions of design in order to compare them and to choose the most adequate version. With the use of this method it is also possible to obtain information to guide modifications in the design and suit it to desired acoustic power levels. This work presents the verifications performed during the development process of this methodology such as modal analysis, convergence analysis and comparisons between analytical and numerical results by using omnidirectional sources. To validate this methodology, the acoustic numerical analysis of two versions of compressor' s housing was presented. Furthermore, two prototypes similar to the models characteristics were submitted to tests in reverberant chamber for obtaining their acoustic power levels and compared with the numerical results. The obtained results of this comparison presented a satisfactory correlation between numerical and experimental results and provided relevant information to evaluate different design versionsMestradoMecanica ComputacionalMestre em Engenharia Mecânic