Candidato: Vinícius Vigolo
Programa: UFSC / POSMEC
Data: Fevereiro de 2018
Orientador: Victor Juliano De Negri
Resumo:
Com a crescente demanda por tecnologias de baixa emissão de carbono, redução no consumo de energia e a conscientização sobre a necessidade de proteção ambiental, o aprimoramento da eficiência energética dos processos de manufatura tem sido amplamente adotado como estratégia para redução no consumo de energia e emissão de poluentes. Os sistemas pneumáticos por sua vez, são amplamente utilizados na produção industrial, pois são muito versáteis, ágeis, possuem baixo custo de aquisição e manutenção, e uma grande densidade de potência. Entretanto, são caracterizados pela baixa eficiência energética. Dentro desse contexto, acredita-se que o correto dimensionamento do sistema de atuação pneumático seja uma das maneiras mais simples e eficientes de melhorar o desempenho energético destes sistemas. Dessa forma, o trabalho presente nesta dissertação está focado em ferramentas que auxiliem o projetista a compreender a relação existente entre o diâmetro do atuador pneumático e a condutância sônica da válvula direcional com o comportamento dinâmico do sistema, e assim, permitir o dimensionamento adequado destes parâmetros, proporcionando um sistema com máximo desempenho dinâmico e eficiência operacional. Para auxiliar esse trabalho, foi desenvolvido um modelo matemático em MATLAB/Simulink® capaz de representar detalhadamente o comportamento dinâmico de um sistema de atuação pneumático. Foram realizados testes de sensibilidade para compreender os efeitos que os principais parâmetros de um sistema de atuação pneumático exercem sobre o mesmo e, com o auxílio das equações que relacionam as razões de pressões nas câmaras de um atuador pneumático em regime permanente, foi identificado uma região ótima de operação, a qual representa os pontos operacionais que resultarão em um máximo desempenho dinâmico e eficiência operacional. Foram desenvolvidas e validadas experimentalmente expressões analíticas que auxiliam o projetista na identificação desta região ótima de operação, demonstrando a aplicabilidade das equações propostas durante o projeto e dimensionamento de um sistema de atuação pneumático.
Palavras-chave: Dimensionamento de sistemas pneumáticos, Simulação dinâmica, Análise de sensibilidade, Eficiência energética.
Referência: VIGOLO, V. Estudo teórico-experimental para auxílio no dimensionamento de sistemas de atuação pneumáticos. 2018. 170 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica). Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
