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Experimental assessment of equivalent loads and dynamic parameters on vibration induced by two-phase crossflow in tube bundles (2018)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: BRICEÑO, RICARDO PATRICIO ALVAREZ - EESC
  • USP Schools: EESC
  • Subjects: ESCOAMENTO BIFÁSICO; VIBRAÇÕES; FILTROS DE KALMAN
  • Keywords: VIGA EM BALANÇO; VIBRAÇÃO INDUZIDA POR ESCOAMENTO; VIBRAÇÃO INDUZIDA POR TURBULÊNCIA
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: A vibração induzida por escoamentos é provavelmente o problema dinâmico mais importante no projeto da tubulação de um trocador de calor de casco e tubos. Esse fenômeno fluido-estrutural pode gerar vibração de grande amplitude de tubos ou partes estruturais, o qual pode conduzir a situações de desgaste por atrito entre tubos e suportes, ruído ou até falhas por fadiga dos componentes internos. Várias seções de testes vêm sendo construídas visando o estudo da vibração induzida por escoamentos, porém, as características da vibração dos tubos na tubulação, principalmente aquelas relacionadas com escoamento bifásico, não são totalmente compreendidas. Com a finalidade de melhorar o conhecimento atual sobre esse fenômeno, essa pesquisa apresenta uma revisão sobre o comportamento dos parâmetros dinâmicos da vibração dos tubos no trocador. Além disso, as características do mecanismo de vibração induzida por turbulência, incluindo as diretrizes de projeto que estimam sua severidade, são analisadas. Esse estudo é complementado por uma campanha experimental na qual as bases de dados dos parâmetros dinâmicos e as guias de projeto para vibração induzida por turbulência são validadas. Para tanto, um tubo de 19 mm de diâmetro externo e 381 mm de comprimento é montado em balanço num banco de tubos com configuração triangular normal (τ = 1.26), a qual é sujeita a um escoamento vertical ascendente água - ar com frações de vazio desde 30% até 95%. A resposta dinâmica do tubo foi medida usando microacelerômetros piezoelétricos. Os resultados obtidos mostram concordância com as bases de dados, tanto dos parâmetros dinâmicos como das diretrizes de projeto, para vibração induzida por turbulência. Baseado nos presentes resultados, uma das diretrizes de projeto foi reformulada, a qual permitiu entender a interação fluido-estrutura como uma função dos padrõesde escoamento e velocidades mássicas. Além disso, técnicas relacionadas ao filtro de Kalman foram usadas para estimar a força induzida pelo escoamento baseado unicamente nas medidas de aceleração. Os resultados dessa análise sugerem a presença de uma componente periódica de frequência quase-constante na direção transversal para frações de vazio menores do que 50%. Ademais, notou-se que as forças estudadas são geralmente maiores na direção paralela à direção da velocidade principal do escoamento
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 03.08.2018

  • How to cite
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    • ABNT

      ÁLVAREZ BRICEÑO, Ricardo Patricio; OLIVEIRA, Leopoldo Pisanelli Rodrigues de. Experimental assessment of equivalent loads and dynamic parameters on vibration induced by two-phase crossflow in tube bundles. 2018.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018.
    • APA

      Álvarez Briceño, R. P., & Oliveira, L. P. R. de. (2018). Experimental assessment of equivalent loads and dynamic parameters on vibration induced by two-phase crossflow in tube bundles. Universidade de São Paulo, São Carlos.
    • NLM

      Álvarez Briceño RP, Oliveira LPR de. Experimental assessment of equivalent loads and dynamic parameters on vibration induced by two-phase crossflow in tube bundles. 2018 ;
    • Vancouver

      Álvarez Briceño RP, Oliveira LPR de. Experimental assessment of equivalent loads and dynamic parameters on vibration induced by two-phase crossflow in tube bundles. 2018 ;

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