Modélisation statistique de l’érosion de cavitation d’une turbine hydraulique selon les paramètres d’opération

Dans une turbine hydraulique, la rotation des aubes dans l’eau crée une zone de basse pression, amenant l’eau à passer de l’état liquide à l’état gazeux. Ce phénomène de changement de phase est appelé cavitation et est similaire à l’ébullition. Lorsque les cavités de vapeur formées implosent près des parois, il en résulte une érosion sévère des matériaux, accélérant de façon importante la dégradation de la turbine. Un système de détection de l’érosion de cavitation à l’aide de mesures vibratoires, employable sur les turbines en opération, a donc été installé sur quatre groupes turbine-alternateur d’une centrale et permet d’estimer précisément le taux d’érosion en kg/ 10 000 h. Le présent projet vise à répondre à deux objectifs principaux. Premièrement, étudier le comportement de la cavitation sur un groupe turbine-alternateur cible et construire un modèle statistique, dans le but de prédire la variable cavitation en fonction des variables opératoires (tels l’ouverture de vannage, le débit, les niveaux amont et aval, etc.). Deuxièmement, élaborer une méthodologie permettant la reproductibilité de l’étude à d’autres sites. Une étude rétrospective sera effectuée et on se concentrera sur les données disponibles depuis la mise à jour du système en 2010. Des résultats préliminaires ont mis en évidence l’hétérogénéité du comportement de cavitation ainsi que des changements entre la relation entre la cavitation et diverses variables opératoires. Nous nous proposons de développer un modèle probabiliste adapté, en utilisant notamment le regroupement hiérarchique et des modèles de régression linéaire multiple.

Estudo e modelagem 3D de uma turbina Francis

Most of the hydraulic turbines that are running in the world are the Francis type, because they are able to fit a wide range of head and flow. We also can declare that most of the installed hydraulic energy up to this date is generated by this type of turbine. On the other hand, if we pay attention to mechanical details of a Francis turbine we will see that among the three most used types it is the one that presents the more complex design. And, the simplest one is the Pelton type, whereas the Kaplan is the one less utilized. This work aims to develop the hydrodynamic calculation of a Francis turbine as well as to obtain its assembly drawing and 3D modeling drawing. In this way all details must be shown therefore needing a complete knowledge about this issue. Both 2D and 3D drawings help much if one wants the machine to be running in its power house. It is well noted that most of the entities that design and manufacture the Francis turbines are not brazilian. In this way the more we study how to design this kind of machine the more is our contribution to our country in order to conquer technology and manufacture Francis turbines

Modelagem matemática para otimização de um potencial hidráulico utilizando turbinas Francis e Kaplan

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Turbine wheels : on the inapplicability of the theoretical investigations of the turbine wheel, as given by Rankine, Weisbach, Bresse and others, to the modern constructions introduced by Boyden and Francis /

Mode of access: Internet.

Erosion-fatigue of steam turbine blades

The premature failure of steam turbine rotor blades, manufactured in forged 12% Cr-NiMoV martensitic stainless steel, was investigated using visual inspection non-destructive testing, macro and microfractography, microstructural characterization, EDS microanalysis, chemical analysis, micro hardness and tensile testing. The blades belonged to the last stage of a thermoelectric plant steam turbine generator (140 MV A). The results indicated that the failure of the blades was promoted by foreign-particle erosion, which attacked preferentially the low-pressure side of the lower trailing edge of the blades. The resulting wear grooves acted as stress raisers and promoted the nucleation of fatigue cracks, which probably grew during the transition events of the steam turbine operation. Finally, water drop erosion was observed on the blade upper leading edge (low-pressure side). (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Currículo-fabulação : a curiosa metamorfose de Francis Tracart

Tem por proposta subversar a escrita linear acadêmica ao (re)fazê-la, vislumbrando as potências e transgressões da literatura menor em seus agenciamentos coletivos, políticos, em seus gaguejos e balbucios, em suas possibilidades de subversão. Fabular a escrita acadêmica e o currículo como ato político e coletivo, como reinvenção da própria língua. Trata da metamorfose de Francis Tracart em sua busca por traçar conceitos,conversações, percepções e afecções. A metodologia se dá por intermédio da pesquisa com os cotidianos e com a cartografia, buscando atentar-se a vozes, entrelinhas, efeitos, tensões, teórico-práticas e saberesfazeres dos sujeitos praticantes dos cotidianos da escola em que se realiza a pesquisa em pé de igualdade com os autores dos livros que permearam o processo de realização do trabalho de pesquisa. Os sujeitos cotidianos, tais como bibliotecária, professoras e alunos de 5º e 6º Ano, orientador, professores e alunos de Pós- Graduação, que participaram do processo de pesquisa, bem como os autores dos livros lidos, se fazem presentes nas vozes, nas falas, nos afectos e nas conversações com leituras, literaturas, currículos, cotidianos, redes de afecções, elementos éticos, estéticos e políticos, espaçostempos, com linhas de fuga, linhas molares e linhas moleculares, com os presentes politemporais,devires, conceitos, metamorfoses, com possíveis e improváveis leituras, fugas e reinvenções do leitor.

Pope Francis and the challenges of inter-civilization diplomacy

Abstract This article addresses the role of Pope Francis in the interfaith and inter-civilization dialogue of the Holy See. Specifically, it analyses the main aspects of diplomatic relations between the Holy See and Russia, China, Islamic countries and Israel, and provides perspectives on the inter-civilization diplomacy of the Holy See during the current pontificate.

Wells turbine: fiberglass flanges

A introdução desta tese começa por realizar um enquadramento do projecto em mão, apresentando a central de energia das ondas em que se encontram os componentes em fibra de vidro a projectar. Esta central usa o princípio de variação de coluna de água, e encontra-se localizada na ilha do Pico, Açores. São de seguida apresentados os objectivos deste trabalho, que consistem na selecção de materiais de fabrico dos componentes, desenvolvimento de uma metodologia para projectar juntas aparafusadas em materiais compósitos, dimensionamento e comparação de duas juntas concorrentes em materiais compósitos: junta solicitada à tracção e junta solicitada ao corte, validação da análise e estudo das causas dos vários tipos de falha destas juntas. A parte I deste trabalho é o resultado da pesquisa bibliográfica efectuada para levar a cabo os objectivos definidos. Assim, começa por se fazer uma descrição dos materiais e processos de fabrico que mais se adequam ao presente projecto, nomeadamente fibra de vidro, resinas, tecidos, impregnação manual, RTM e infusão por vácuo. Daqui resultou que os materiais mais adequados para esta aplicação são fibra de vidro do tipo E e resina polyester devido ao seu baixo custo e larga utilização em aplicações estruturais marinhas. O processo de fabrico mais eficiente é a infusão por vácuo devido á sua vocação para pequenas séries de produção, a poupança que permite em termos de mão-de-obra, a complacência com normas de emissão de voláteis e as boas propriedades das partes produzidas. No capítulo II da parte I são discutidos os tópicos relacionados com juntas em materiais compósitos. Da pesquisa levada a cabo conclui-se que as grandes vantagens das juntas aparafusadas são a sua facilidade de montagem e desmontagem, facilidade de inspecção e capacidade de ligar quaisquer tipos de materiais. Quanto à furação de compósitos é importante referir a necessidade de utilizar ferramentas resistentes e parâmetros de maquinação que minimizem o dano infligido aos laminados. Isto é possível através da selecção de ferramentas com passos baixos que reduzam igualmente a dimensão do seu centro estático responsável pela força axial exercida sobre o laminado - principal factor causador de dano. Devem-se igualmente utilizar baixas velocidades de avanço e elevadas velocidades de rotação. É importante salientar a importância da realização de pré-furação, de utilização de um prato de suporte na superfície de saída do laminado e a existência de ferramentas especialmente concebidas para a furação de compósitos. Para detectar e quantificar o dano existente num furo destacam-se os métodos de inspecção ultrasónica e a radiografia. Quanto aos parâmetros que influenciaram o comportamento de juntas aparafusadas destacam-se os rácios largura/diâmetro, distância ao bordo/diâmetro, espessura/diâmetro, pré-tensão, fricção, sequência de empilhamento e respectivas proporções, dimensão das anilhas e folga entre o parafuso e o furo. A pesquisa efectuada visando metodologias de projecto fiáveis ditou a necessidade de utilizar métodos que permitiram determinar o parafuso mais carregado de uma junta, efectuar o cálculo de tensões no mesmo, e ainda métodos que permitam determinar a primeira falha que ocorre no laminado bem como a falha final no mesmo. O capítulo III da primeira parte descreve os métodos de análise de tensões necessários para as metodologias de projecto utilizadas. Aqui é apresentada a teoria clássica da laminação, um método para determinação do parafuso mais carregado, um método analítico baseado na teoria da elasticidade anisotrópica de um corpo e o método dos elementos finitos. O método para determinar o parafuso mais carregado - análise global - consiste num modelo bidimensional de elementos finitos em que 2 laminados coincidentes são modelados com elementos lineares de casca com 4 nós, sendo a extremidade de um laminado restringida em todos os graus de liberdade e a extremidade oposta do segundo laminado carregada com a carga pretendida. Os laminados são ligados através de elementos mola que simulam os parafusos, sendo a sua constante de rigidez previamente calculada para este fim. O método analítico modela o contacto assumindo uma distribuição de pressão cosinoidal ao longo de metade do furo, e é válido para laminados simétricos e quasi-isotrópicos. O método dos elementos finitos é o que mais factores permite ter em conta, sendo os modelos tridimensionais com um elemento por camada os que melhor modelam o estado de tensões experienciado por uma junta aparafusada em materiais compósitos. O tópico de análise de falha é abordado no capítulo 4 da primeira parte. Aqui são apresentados os resultados do world wide failure exercice que compara vários critérios de falha existentes até 2004, fazendo-se referência a desenvolvimentos recentes que têm ocorrido nesta área. O critério de Puck surge como aquele que permite previsões de falha mais exactas. O critério de falha de Hashin 3D foi o escolhido para o presente trabalho, devido à sua facilidade de implementação num modelo de elementos finitos, à sua capacidade para detectar modos de falha subcríticos e à sua utilização em trabalhos anteriores que apresentaram previsões de falha muito próximas dos dados experimentais. Também neste capítulo se apresentaram os vários tipos de falha de uma junta aparafusada em materiais compósitos, apresentando as causas de cada uma. Por fim, na última secção, apresenta-se o método de dano progressivo que se desenvolveu para prever a primeira falha final do laminado. Este é muito interessante tendo permitido previsões de falha muito próximas dos resultados experimentais em trabalhos anteriores. Este método é iterativo e encontra-se dividido em 3 passos: Análise de tensões, análise de falha utilizando o critério de Hashin 3D e degradação de propriedades, de acordo com o tipo de falha detectada. Para além dos passos referidos, existe ainda um quarto responsável pelo fim da análise que consiste na aferição da existência ou não de falha final e respectivo tipo de falha (por pressão de contacto, por tensão ou por esforços de corte). No capítulo V da primeira parte é apresentado o resultado de uma pesquisa das normas de teste necessárias para obter as propriedades dos materiais requeridas para a aplicação dos métodos descritos neste trabalho. A parte II deste trabalho consiste na aplicação dos métodos apresentados na parte I ao caso concreto em estudo. Os softwares Microsoft Excel, Matlab e ANSYS foram utilizados para este fim. A junta começa por ser dimensionada estimando a espessura necessária do componente e o número e características dos parafusos. De seguida foi feita uma análise global à flange em estudo determinando a força suportada pelo parafuso mais carregado. Após esta análise desenvolveu-se um modelo tridimensional de elementos finitos da zona em que se encontra o parafuso mais carregado, utilizando elementos sólidos lineares e isoparamétricos de 8 nós e uma malha gerada pelo método directo. Aplicou-se a este modelo o algoritmo de dano progressivo descrito na primeira parte. Começou por se incluir explicitamente o parafuso, anilhas, pré-tensão e a modelação dos vários contactos com fricção posteriormente simplificado o modelo restringindo radialmente os nós da porção carregada do furo, excluindo os factores mencionados inicialmente. Procurou-se validar o modelo utilizando o método de cálculo de tensões descrito na primeira parte, desenvolvendo um programa em Matlab para o efeito. Tal não foi possível tendo-se incluído a tentativa realizada em anexo. Para efeitos de dimensionamento, desenvolveu-se um modelo de elementos finitos de duas dimensões da junta em causa, utilizando elementos de casca lineares de quatro nós isoparamétricos com uma espessura unitária. Através da análise de tensões efectuada com este modelo, e utilizando um método combinado programado em linguagem paramétrica, foi possível dimensionar as duas juntas concorrentes pretendidas. Este método combinado consistiu no cálculo de tensões em pontos localizados sobre uma curva característica e utilização de um critério de falha quadrático para cálculo da espessura necessária para a junta. O dimensionamento ditou que a junta solicitada à tensão necessita de pelo menos 127% das camadas e do custo de uma junta solicitada ao corte equivalente.

Representations of gender in the writings of St. Francis Xavier: an interdisciplinary approach

Francis Xavier’s Letters and Writings are eloquent narratives of a journey that absorbed the Saint’s entire life. His experiences and idiosyncrasies, values and categorizations are presented in a clear literate discourse. The missionary is rarely neutral in his opinions as he sustains his unmistakable and omnipresent objective: the conversion of peoples and the expansion of the Society of Jesus. Parallel with this objective, the reader is introduced to the individuals that Xavier meets or that he summons in his epistolary discourse. Letters and Writings presents us with a structured narrative peopled by all those who are subject to and objects of Xavier’s apostolic mission, by helpful and unhelpful persons of influence, and by leading and secondary actors. What is then the position of women, in the collective sense as well as in the individual sense, in the travels and goals that are the centre of Xavier’s Letters and Writings? What is the role of women, that secondary and suppressed term in the man/woman binomial, a dichotomy similar to the civilized/savage and European/native binomials that punctuate Xavier’s narratives and the historic context of his letters? Women are not absent from his writings, but it would be naïve to argue in favour of the author’s misogyny as much as of his “profound knowledge of the female heart”, to quote from Paulo Durão in "Women in the Letters of Saint Francis Xavier" (1952), the only paper on this subject published so far. We denote four great categories of women in the Letters and Writings: European Women, Converted Women, Women Who Profess another Religion, and Women as the Agents and Objects of Sin, the latter of which traverses the other three categories. They all depend on the context, circumstances and judgements of value that the author chooses to highlight and articulate.