|
||
| B. Engenharias - 1. Engenharia - 9. Engenharia Mecânica | ||
| CARACTERIZAÇÃO DE RUÍDOS EMITIDOS A PARTIR DA CARCAÇA DE REATORES ELÉTRICOS | ||
| Fábio Luis Castro Marinho 1 (marinho_mec@ig.com.br), Newton Sure Soeiro 1, Rubenildo Nazareno Cardoso Pantoja 1, Roberta Tamara da Costa Nery 1, Erlison Castro Alves 1, Thiago da Silva Barrozo 1, José Tavares Machado Neto 1, Alan Souza da Silva 1, Aledri Pantoja Fernandes 1 e Dalliana dos Santos Morais 1 | ||
| (1. Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Pará - UFPA) | ||
| INTRODUÇÃO:
Ao longo do mundo inteiro são constantes os problemas ambientais envolvendo ruídos, sendo a industria um dos maiores focos destes problemas. O som pode ser definido como qualquer variação de pressão, a partir da pressão estática do ar (105 Pa), que o ouvido humano possa detectar. As variações de pressão consideráveis audíveis para uma pessoa normal, situam-se na faixa entre 20 μPa (0 dB) chamado de limiar da audição, até o nível de 100 Pa (~130 dB), a partir do qual o ser humano passa a sentir dor (sendo portanto este valor de pressão sonora definido como limiar da dor). O ruído é transportado através do ar quando uma partícula transmite à sua adjacente, a energia recebida da fonte sonora, que na indústria pode ser a vibração de uma máquina em operação, por exemplo. Para dispositivos que trabalham em movimentos cíclicos, ou mesmo os que estão sujeitos a excitações externas sobre sua estrutura, é muito comum a ocorrência do fenômeno denominado ressonância. Este fenômeno acontece quando estas freqüências ocorrem em níveis críticos, denominados de freqüências naturais. Estas freqüências não estão relacionadas a qualquer fator externo e podem refletir as propriedades físicas inerentes à estrutura vibrante. O objetivo deste trabalho é caracterizar os ruídos emitidos da carcaça de um reator elétrico, através da comparação dos níveis de ruídos em terços de oitava com o modelo modal da estrutura. |
||
| METODOLOGIA:
Procedeu-se à modelagem numérica de um elemento aparafusado à carcaça de um reator elétrico, utilizando-se o software ANSYS. A estrutura foi modelada empregando-se o elemento de casca com capacidade de membrana, SHELL 63. O tamanho da malha foi determinado de forma a se obter um total de elementos por comprimento de onda acústica superior a seis, para que se tenha uma precisão aceitável dos resultados a serem calculados. Para tal, foi realizado um teste de convergência onde foram aplicados seis níveis de freqüência, a partir dos quais foram definidos diferenciados tamanhos de elemento. A relação entre o tempo de cálculo e o refinamento dos resultados foi levada em consideração para que fosse definido um tamanho de elemento que fornecesse resultados com boa precisão, sem que tornassem o procedimento computacionalmente oneroso. O ponto de convergência da malha ocorreu para a freqüência de 1200 Hz, que forneceu um elemento de 57,2 mm. Para as medições acústicas, foi utilizado o medidor de nível de pressão sonora 2238 da Bruel & Kjaer, aferido através do calibrador tipo 4231. Os valores dos níveis de ruído em bandas de 1/3 de oitava, obtidos através das medições de pressão sonora, foram confrontados com os valores das freqüências naturais da estrutura (obtidas através de uma análise modal feita no ANSYS, com o algoritmo de extração de autovalor e autovetor de Block Lanczos), de modo a se determinar os valores das freqüências naturais e das formas modais da estrutura analisada. |
||
| RESULTADOS:
Observou-se através dos histogramas de pressão sonora e freqüência, que a radiação sonora proveniente da carcaça do reator estava, em sua maior ocorrência, contida na banda de terço de oitava de 125 Hz (compreendida de 112 a 141 Hz). Para a análise modal realizada dentro da faixa de freqüência de 1 a 1000 Hz, verificou-se que duas freqüências naturais da estrutura estão contidas na banda de terço de oitava de 125 Hz, sendo as referidas freqüências 114 e 131 Hz. De acordo com dados encontrados na literatura, a freqüência de excitação de dispositivos elétricos (tais como reatores e transformadores), é da ordem de 120 Hz. |
||
| CONCLUSÕES:
Os resultados encontrados indicam que os altos níveis de pressão sonora (cerca de 66 dB), medidos a uma distância média de 4 metros da carcaça do reator, devem-se ao fato de que elementos da estrutura estão sendo excitados, durante a operação do equipamento, em freqüências próximas de suas freqüências naturais, tendendo a produzir vibrações cujos efeitos acústicos são aproximados àqueles resultantes da estrutura em ressonância. |
||
| Instituição de fomento: ELETRONORTE | ||
| Trabalho de Iniciação Científica | ||
| Palavras-chave: Pressão Sonora; Análise Modal; Ressonância. | ||
| Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC - Fortaleza, CE - Julho/2005 |