Experimental analysis of the dynamic of a synchronous reciprocating compressor

Orientador: Paulo Roberto Gardel KurkaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Compressores alternativos são amplamente utilizados em processos industriais, como: refrigeração, envase de gases, fluxos de gases em processos químicos, etc. Medidas experimentais e a construção de modelos numéricos são utilizadas com a finalidade de analisar a performance de componentes, melhoria do desempenho e aumento a vida útil de tais compressores. Tais estudos estão focados desde a otimização dos mecanismos mais básicos, como, mancais de rolamento, até o sistema mais complexo que é o compressor em si. Com base nisso, nesse trabalho foi desenvolvido um modelo numérico para avaliar o torque de acionamento em um compressor alternativo industrial. Os resultados foram validados através de testes experimentais e usados como base dos parâmetros de projeto de um sistema embarcado para medição e transmissão telemétrica de torques operacionais. O aparato experimental desenvolvido para a validação dos resultados do modelo numérico utiliza sensores e condicionadores tradicionais de medida da deformação de torção baseado em strain gauges. Os sensores são acoplados a um sistema de aquisição embarcado e transmissão de sinais. Para a recepção e armazenamento dos sinais de telemetria é igualmente baseada em solução de sistemas embarcados através do uso de uma plataforma móvel com protocolo de programação e processamento no sistema Android. O compressor cujo o modelo numérico e resultados de medidas experimentais apresentados neste trabalho, corresponde ao instalado em uma empresa de engenharia, que permitiu o acesso para a fixação do sistema de aquisição e realização de testes práticosAbstract: Reciprocating compressors are widely used in industrial processes such as refrigeration, gas filling, chemical process gas flows, etc. Experimental measurements and the construction of numerical models are used for the purpose of analyzing component performance, performance improvement and extending the life of such compressors. Such studies are focused from the optimization of the most basic mechanisms, such as rolling bearings, to the most complex system which is the compressor itself. Based on this, a numerical model was developed in this work to evaluate the drive torque in an industrial reciprocating compressor. The results were validated through experimental tests and used as a basis for the design parameters of an embedded system for measurement and telemetric transmission of operational torques. The experimental apparatus developed for the validation of numerical model results uses traditional strain gauges-based torsion strain sensors and conditioners. The sensors are coupled to an embedded acquisition and signal transmission system. For the reception and storage of telemetry signals is also based on embedded systems solution through the use of a mobile platform with programming protocol and processing on the Android system. The compressor whose numerical model and results of experimental measurements presented in this work, corresponds to the one installed in an engineering company, which allowed access for the fixation of the acquisition system and practical testsDoutoradoMecanica dos Sólidos e Projeto MecanicoDoutor em Engenharia Mecânic