Modelo vibroacústico simplificado de um compressor scroll

Abstract

O princípio do funcionamento do compressor scroll é baseado na compressão contínua do fluido através do movimento orbital de uma espira contra uma segunda espira fixa. Estes compressores são amplamente utilizados em sistemas de ar condicionado, sendo os principais geradores de ruído. Observa-se a partir da literatura que as principais fontes de ruído e vibração são os impactos entre partes móveis, as forças geradas pelo campo eletromagnético do motor elétrico e as forças resultantes da compressão do gás. Neste trabalho são desenvolvidos modelos numéricos para quantificar a contribuição destas forças no ruído radiado. Um modelo de multicorpos é desenvolvido para o balanceamento do compressor e obtenção das forças nos contatos entre componentes provenientes das forças de inércia. Um modelo eletromagnético é desenvolvido para o cálculo das forças atuantes nos dentes do estator e, por fim, um modelo vibroacústico é desenvolvido considerando como excitação as forças provenientes do modelo de multicorpos, do campo eletromagnético e da compressão do gás. Os resultados de potência sonora foram comparados com os obtidos experimentalmente.<br>

Abstract : The principle of operation of the scroll compressor is based on the continuous compression of the fluid through the orbital motion of one coil against a second fixed coil. These compressors are widely used in air conditioning systems, being the main noise generators. It is observed, from the literature, that the main sources of noise and vibration are the impacts between the moving parts, the forces generated by the electromagnetic field of the electric motor and the resulting forces from the gas compression. In this dissertation, numerical models are developed to quantify the contribution of these forces on the radiated noise. A multi-body model was developed for the balancing of the compressor and to obtain the contact forces between components due to the inertia forces. An electromagnetic model are developed to calculate the forces acting on the stator teeth and, finally, a vibroacoustic model are developed considering, as sources of excitation, the forces from the multi-body model, the electromagnetic field and the compression of the gas. The results of sound power were then compared with those obtained experimentally.