Evolução metrológica de uma bancada de ensaios de ventiladores radiais

Abstract

Ventiladores são máquinas utilizadas para movimentar gases, com vazões altas e pressões baixas, transformando a energia mecânica do rotor em energia cinética e de pressão do fluido. Os ventiladores podem ser utilizados em diversas aplicações, desde industriais a comerciais. Diferenciam-se em primeira instância pela forma do rotor, sendo eles axiais ou centrífugos. Os ventiladores centrífugos podem ter as pás curvadas para frente, para trás ou retas. Cada tipo tem características próprias. Com a variação dos tipos de ventiladores, as suas características também mudam e o seu desempenho é alterado. Para levantar as curvas características de ventiladores industriais, utiliza-se bancadas de ensaio destinado a traçar as curvas características do ventilador ensaiado. Diante disso, esta dissertação descreve o desenvolvimento da instrumentação da bancada de ensaio utilizada como estudo de caso, bem como a análise metrológica dos resultados. A análise tem o objetivo de informar e garantir que as medições deverão estar, com certa probabilidade, dentro de uma faixa de valores. Isso torna as medições confiáveis e rastreáveis metrologicamente, tendo em vista que alterações no sistema de medição tornam-se específicas na determinação da diminuição das incertezas de medição. Para isso, foi proposta e desenvolvida a instrumentação da bancada, cujas implementações foram realizadas podendo-se medir torque, rotação, velocidade e vazão do escoamento, e as potências envolvidas. Desenvolveu-se também a programação para tratamento dos sinais provenientes dos sensores em cima da plataforma LabVIEW que realizada a análise metrológica pelo método diferente do tradicional ISO GUM, o Método de Monte Carlo, conhecido por gerar a função densidade de probabilidade. Diante dos resultados gerados, faz-se a análise do menor intervalo que contém 95% dos valores obtidos

Fans are machines used to move gas with high airflow rate and low pressure making the mechanical energy generated from the fans rotor into kinetics energy and the fluids pressure. These fan's can be used in many forms from industrial to commercial needs. The first way to classify them is by the type of rotor, either axial or centrifugal. Centrifugal fans may have their propellers straight, curved to front or back. Each type has its own characteristics. With many variations of these characteristics for each type of fan it is possible to achieve different performance rates. To get an accurate response curve from industrial fans it is used test bench to obtain such a curve for the fan been tested. For that these dissertation describes the development for the instrumentation of the test bench used in this studied case as well as the metrological analyses of results. The main objective of the analyses is to inform and ensure that the measurements must be with a probability certainty within a range of values. This makes the measurements trustable and traceable metrologically in a way that for any alteration in the measurement system are specific for the determination in minimizing the measurements uncertainty. To achieve these goals it is proposed and developed the instrumentation for the test bench which can perform measurements in torque, rotation, velocity and airflow rate, and the powers involved. It was developed a software to process the signals from sensors using the LabVIEW platform which performs the metrological analyses by a method different from the traditional ISO GUM, using the Monte Carlo method which is known for generating a probability density function. With the results generated it is analyzed the minimum interval which contains 95% of the obtained values