Análise numérico-analítica para o dimensionamento de um conjunto de discos atenuadores em dutos visando o controle de ruído industrial

Autor: André Barrouin Melo
Přispěvatelé: Guilherme de Souza Papini, Cristiana Brasil Maia, Eduardo Bauzer Medeiros
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
Popis: CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Muitas pesquisas, artigos, teses de doutorado e dissertações de mestrado abordam diferentes modelagens de discos perfurados, no entanto, não há na literatura um conteúdo que auxilie engenheiros como é sua correta aplicação para um conjunto de discos atenuadores em um estudo de caso. Sendo assim, o trabalho proposto sugere uma metodologia ótima de aplicação de um conjunto discos perfurados no interior de dutos. A análise desenvolvida nesta pesquisa apresenta uma metodologia numérica-analítica única, para aplicação de múltiplos discos perfurados visando a atenuação de ruído industrial em escoamentos internos de dutos. Por meio da aplicação do Método da Matriz de Transferência (TMM), aliado ao Método dos Elementos Finitos (FEM) e ao Método dos Volumes finitos (FVM), é apresentado um procedimento para dimensionamento de multiplos discos perfurados em dutos com escoamento interno, numa abordagem que propicie a melhor atenuação possível. A metodologia consiste na aplicação do Método dos Elementos Finitos para identificar, primeiramente, a melhor localização para instalação do disco e/ou discos perfurados num determinado escoamento a ser tratado acusticamente. Posteriormente, segue a simulação computacional de fluidodinâmica (CFD) para obtenção da velocidade do escoamento no interior dos furos de uma determinada malha de disco perfurado e, finalmente, a aplicação do Método de Matriz de Transferência para o cálculo do desempenho acústico do disco por meio do parâmetro de Perda por Transmissão (TL). Todos os modelos analíticos analisados evidenciaram a necessidade de se levar em consideração a velocidade do escoamento na furação. Com isso o CFD mostrou-se uma ferramenta útil no cálculo desta velocidade local, esta etapa foi validada utilizando-se dados experimentais provenientes de uma pesquisa da FAPEMIG realizada na Escola de Engenharia da UFMG, juntamente com a ISOBRASIL. Através da metodologia efetuada foi possível a inserção dos discos perfurados visando a máxima atenuação, cálculo da perda por transmissão final do sistema, bem como obtenção dos parâmetros fluídicos por meio da simulação CFD e validação do método da matriz de transferência e simulações computacionais realizadas por meio de dados experimentais. Many researches, through articles, doctoral theses and master's dissertations address different models of perforated sheet, however, there is no content in the literature that helps engineers such as its correct application for a set of attenuating discs in a case of study. Thus, the proposed work suggests an optimal methodology for applying a set of perforated plate inside pipelines. The analysis developed in this research presents a unique numerical-analytical methodology, for the application of multiple perforated plates aiming at the attenuation of industrial noise in duct flows. Through the application of the Transfer Matrix Method (TMM), combined with the Finite Element Method (FEM) and the Finite Volume Method (FVM), a procedure is presented for dimensioning multiple perforated plates in duct flows, in an optimal approach. The methodology consists of applying the Finite Element Method to identify, first, the best location for installing the perforated discs in a given flow to be treated acoustically. Subsequently, it follows the computational fluid dynamics (CFD) simulation to obtain the flow velocity inside the holes of a certain perforated plate mesh and, finally, the application of the Transfer Matrix Method for calculating the acoustic performance of the disc through Transmission Loss (TL) parameter. All the analytical models analyzed showed the need to take into account the flow speed during drilling. With that, the CFD proved to be a useful tool in the calculation of this local speed, this step was validated using experimental data from a FAPEMIG survey carried out at the UFMG School of Engineering, together with ISOBRASIL. Through the methodology performed, it was possible to insert the perforated discs aiming at maximum attenuation, transmission loss calculation, as well as obtaining the fluidic parameters through the CFD simulation and validating the transfer matrix method and computational simulations performed through of experimental data.
Databáze: OpenAIRE
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