Agnaldo José da Rocha Reis - Doutor - Universidade Federal de Ouro Preto Vinícius Marinho Silva - Mestre - World Courier. Gostaria de agradecer à Universidade Federal de Ouro Preto – UFOP, por oferecer ensino público gratuito e de qualidade.
Revisão Bibliográfica
O gráfico gerado com o eixo x como a frequência e o eixo y como a aceleração naquele momento permite uma análise da condição da peça. Este resultado é comparado com o resultado padrão adotado para o experimento, e espera-se que tanto a aceleração medida no tempo quanto a variação da velocidade no momento da análise não ultrapassem o limite superior crítico determinado pelos experimentos anteriores.
Objetivos
Objetivos Específicos
As vibrações fazem com que o equipamento comece a modificar a distribuição da energia vibracional e essa modificação faz com que a peça seja danificada (SEQUEIRA.C.D., 2013). Depois de obter a aceleração medida pelo acelerômetro nos 3 eixos (x, y e z), eles são aplicados pela transformada de Fourier para obter os espectros de frequência, convertendo os valores de aceleração no domínio do tempo para o da frequência. , sendo esses espectros que serão analisados e servirão como parâmetros para informar o estado do objeto medido.
Justificativa do trabalho
Estrutura do trabalho
Energia Eólica
Com o início do século XX houve um grande avanço na rede elétrica e com ele muitas pesquisas sobre a ligação da energia eólica com a produção de grandes blocos de energia. A adaptação de cata-ventos para geração de eletricidade, iniciada no final do século XIX, foi fundamental para o desenvolvimento de diversas cidades norte-americanas. Bruch, um industrial que se concentrou na eletrificação de campo, construiu o primeiro túnel de vento para gerar eletricidade em Cleveland, Ohio.
Esta invenção foi a primeira e mais ambiciosa tentativa de combinar a aerodinâmica e a estrutura dos aerogeradores com as recentes inovações tecnológicas na produção de eletricidade (SCIENTIFIC.AMERICA, 1890). As características dos sistemas híbridos, quando separados da rede convencional, são fontes de produção de energia como turbinas eólicas, produção de óleo diesel, módulos fotovoltaicos, entre outros. A utilização de diferentes formas de geração de energia elétrica aumenta a complexidade do sistema, por isso cada fonte de energia deve ser estudada para que se tenha o máximo aproveitamento possível e resulte nos menores custos possíveis.
A utilização da energia eólica como fonte de eletricidade nos estados brasileiros ainda é pequena quando se considera a produção em larga escala e se comparada ao potencial eólico disponível.
Transporte
Este tipo de carga requer planejamento específico, cuja infraestrutura obedece à legislação dos órgãos com jurisdição sobre a via e da concessionária que a administra, para verificação das limitações e infraestrutura da via. A maioria dos equipamentos de transporte é importada e as transportadoras só compram se houver demanda para esse tipo de equipamento, o que reduz ainda mais o número de veículos adequados disponíveis, aumentando os custos. O grande problema no Brasil é a dependência das rodovias, que obriga a transportar uma peça de cada vez, gerando maiores custos e risco de danos aos equipamentos.
Os operadores logísticos que planejam esses tipos de projetos precisam pensar em todas essas variáveis para que os custos operacionais sejam os mais baixos possíveis. Para realizar com segurança e eficiência o transporte de uma pá eólica e demais componentes do aerogerador, é necessário que diversos fatores funcionem perfeitamente, desde um trabalhador no estaleiro amarrando a carga até o fiscal na rodovia verificando a documentação da carga (SHOJI, 2013). Com base nas referências utilizadas, nota-se que o transporte de cargas indivisíveis no Brasil ainda enfrenta grandes desafios, pois não há muitos estudos e investimentos nessa área.
Para melhorar o transporte de cargas indivisíveis, seria necessário fazer melhorias nas rodovias para que mercadorias que ultrapassassem os limites estabelecidos pudessem ser transportadas sem a necessidade de fechar a via ou mesmo parar o trânsito, mas principalmente fazer investimentos para qualificar um maior número de pessoas capazes de cuidar da logística da operação.
Acelerômetros
Para o transporte de transformadores, devido à sua alta complexidade, acelerômetros são acoplados a eles para captar as oscilações de vibração durante o carregamento, descarregamento, quando o material é levantado dentro de um navio e em cima de caminhões, permitindo ao transportador observar se houve algum dano durante o deslocamento da parte. A análise de vibração é um dos indicadores mais precisos do estado operacional da máquina, possibilitando identificar a fonte perturbadora. No Brasil, nos últimos anos, algumas empresas se aprimoraram no transporte de cargas especiais, principalmente transformadores, e passaram a receber serviços nessa área, recebendo análises de tendências e relatórios sobre a condição do equipamento durante o trajeto de onde foi fabricado . onde serão instalados.
Depois que esse sinal é gerado pelo amplificador, ele é lido como uma forma de onda e fornece as informações necessárias sobre o equipamento. A relação entre a forma de onda mecânica e a forma de onda elétrica varia dependendo do tipo de conversor utilizado na transformação do sinal e do tipo de tratamento dado a este sinal pelo aparelho analisador. Os acelerômetros geram dados em forma de pulsos que podem ser registrados em tempo real sem interrupção, podendo também registrar dados em sua memória para análise posterior.
Na Figura 8 podemos ver os componentes internos que compõem o funcionamento do acelerador utilizado no teste.
Caracterização da Área de Estudo - Vibrações Mecânicas
Como as medições de aceleração são ponderadas para componentes de vibração de alta frequência, os parâmetros tendem a ser usados onde a faixa de frequência de interesse abrange altas frequências. O medidor de vibração nos dará um único nível de vibração medido em uma ampla faixa de frequência. Para isso, é utilizado um filtro que passa apenas as partes do sinal de vibração que ocorrem em uma faixa de frequência estreita.
A banda passante do filtro é movida sequencialmente ao longo da faixa de frequência apropriada para fornecer uma leitura separada do nível de vibração para cada banda. Alguns componentes do espectro de frequência de vibração podem estar diretamente relacionados às funções de força, por exemplo, velocidades de rotação do eixo e frequências da grade. A curva do gráfico abaixo é típica do nível de vibração versus tempo e demonstra esse efeito.
O nível de vibração tolerável antes de fazer um reparo é melhor determinado pela experiência.
Metodologia - Transformada de Fourier
FFT, ou Fast Fourier Transform, é uma implementação da Discrete Fourier Transform que se adapta ao hardware para aumentar o desempenho. O FFTW suporta transformadas de Fourier discretas de dados reais, dados simétricos, antissimétricos (também chamados de cosseno discreto) e transformadas de seno (FRIGO M. E JOHNSON, 2005). O estoque de dados para posterior análise com a transformação de Fourier é obtido alterando a aceleração gravitacional do acelerômetro, que armazena os dados em sua memória ou os transmite em tempo real para um computador via Wi-Fi.
A transformada de Fourier é uma ferramenta poderosa para converter um sinal do domínio do tempo para o domínio da frequência (LIU J. WANG, 2017). Se N pontos de dados forem coletados durante o tempo T, então a transformada de Fourier normalizada discreta (DFT) de x(t) pode ser obtida por: N - 1) e a DFT usa um algoritmo de transformada de Fourier. Depois de receber a aceleração medida pelo acelerômetro em 3 eixos, eles são aplicados pela transformação de Fourier para obter os espectros de frequência e esses espectros serão analisados e servirão como parâmetros para dizer o estado do objeto medido.
Na Equação 3.5, Av(k) é obtido transformando Av(n) do sinal de aceleração para o domínio da frequência usando a transformada de Fourier.
Dados
Comparado a um laptop, para a mesma energia de impacto, um cata-vento atinge acelerações de pico mais baixas. A forma de onda é descrita de três maneiras, e qualquer uma pode ser usada para componentes do vento em frequência, duração e mudança de velocidade (∆V). Danos parciais ocorrem apenas quando a mudança de velocidade é maior que a mudança de velocidade crítica.
Se a mudança de velocidade ocorrer de forma a fornecer doses aceitáveis de aceleração do produto, a mudança de velocidade pode se tornar muito grande sem causar nenhum dano. O dano ocorre apenas se a mudança na velocidade (∆V) e a amplitude do pico de aceleração (g) exceder seu limite crítico. Frequência: 500Hz) não danifica desde que o ∆V crítico não seja atingido. Enquanto uma queda de várias polegadas (dependendo do peso da peça, do volume e da natureza da superfície de impacto) pode produzir um choque de 7 g a 50 ms (amplitude da onda vermelha = 7 g e duração = 50 ms, frequência : 10 Hz) e pode danificar a pá eólica.
Este estudo é de grande importância, pois proporciona a oportunidade de medir o estado do cata-vento e concluir o projeto eólico mais rapidamente.
Método ou procedimento de análise
Os valores obtidos estão na tabela 6 e consistem nas medições, o valor contínuo do sinal de aceleração (dentro dos padrões aceitáveis, entre 0,5 e 1,0), a maior amplitude encontrada (o primeiro valor ignoramos, pois não se encaixa o modelo do experimento), a mudança de velocidade para a maior amplitude e duração da maior aceleração. Os valores obtidos estão na tabela 7 e consistem nas medições, o valor contínuo do sinal de aceleração (dentro dos padrões aceitáveis, entre 0,5 e 1,0), a maior amplitude encontrada (o primeiro valor ignoramos, pois não se encaixa o modelo do experimento), a mudança de velocidade para a maior amplitude e duração da maior aceleração. Os valores obtidos estão na tabela 8 e consistem nas medições, o valor contínuo do sinal de aceleração (dentro dos padrões aceitáveis, entre 0,5 e 1,0), a maior amplitude encontrada, a variação da velocidade para a maior amplitude e a duração da aceleração maior.
Para o eixo longitudinal foi encontrada uma aceleração máxima de 2,98g e para o eixo transversal de 5,38g, com variação de velocidade de 0,178 m/s para a maior amplitude. Os valores obtidos estão na Tabela 9 e são compostos pelas medições, valor contínuo do sinal de aceleração (dentro dos padrões aceitáveis, entre 0,5 e 1,0), a maior amplitude encontrada (desconsideramos o primeiro valor por não se enquadrar no padrão experimental), a mudança de velocidade para a maior amplitude e a duração da maior aceleração. A Tabela 10 contém dados comparativos entre todos os 4 acelerômetros mostrando a taxa de aceleração máxima, os valores de aceleração obtidos em cada eixo, a variação de velocidade para maior amplitude, o número de medições, a duração das acelerações máximas e os valores de aceleração contínua.
Neste trabalho foi sugerido que a configuração testada foi estável durante as manobras e também no teste na rodovia, os valores já ajustados em experimentos do transporte de transformadores por rodovias apresentaram valores críticos de aceleração e variação de velocidade respectivamente 6g e 0,94m/s. Mesmo com alguns acelerômetros registrando variações de velocidade no ponto de aceleração máxima acima do limite crítico (0,94m/s), como a aceleração ficou abaixo de 6g, não houve danos à peça. Nos acelerômetros C e D, próximo à ponta da pá, isso levou a um aumento acentuado da variação de velocidade e também a um aumento da velocidade de aceleração por parte do motorista (53,1 km/h e 62,1 km/h) na amplitude de aceleração.
